Preparation of long cycle lifespan spinel LiMn2O4 cathode material by a dual-modified strategy

尖晶石 溶解 八面体 阴极 Crystal(编程语言) 材料科学 电化学 雅恩-泰勒效应 冶金 化学工程 晶体结构 结晶学 分析化学(期刊) 化学 离子 电极 物理化学 程序设计语言 有机化学 色谱法 计算机科学 工程类
作者
Ying Ji,Nian Wang,Yujiao Guo,Junming Guo,Mingwu Xiang,Xiaofang Liu,Wei Bai,Hongli Bai
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:949: 169833-169833 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2023.169833
摘要

Spinel LiMn2O4 has been identified as a cathode material with extensive application potential for Li-ion batteries. However, during cycling, the Jahn−Teller effect and Mn dissolution have a substantial impact on its specific capacity and cycle span. Herein, combining Fe and Cr elements co-doping with single crystal truncated octahedron morphology is proposed to solve these problems. The Fe−Cr co-doping markedly restrains the Jahn−Teller effect, and promotes the development of crystal and selective growth of crystal surfaces in spinel LiMn2O4. The high exposure (111) surfaces of the truncated octahedron reduce the dissolution of Mn, and a tiny proportion of (110) and (100) surfaces increase the diffusion channels of Li+. HAADF-STEM characterization indicates that the Fe and Cr elements largely replace the Mn atoms at the octahedral 16d site. Because of these advantages, the optimal LiFe0.05Cr0.08Mn1.95-xO4 (LFCMO-8) delivers excellent electrochemical performance with 119.6 mAh·g−1 discharge capacity and 78.1% capacity retention after 500 cycles at 1 C. At comparatively higher current densities of 20 C and 30 C, the superior capacity retention ratios of 79.8% and 87.3% are still achieved after 2000 cycles. Even at 40 C, the LFCMO-8 sample can still reach 98.8% capacity retention rate after 2000 cycles. After 1000 cycles at 5 C, the LFCMO-8 sample still maintained a capacity retention of 45.4% at high temperature (55 °C). ICP-OES test combined with a V-shaped tube device indicates that the Mn dissolution of LCFMO-8 only accounted for 11.8% of LiFe0.05Mn1.95O4 (LFMO). This study serves as a meaningful reference for the preparation of high-performance LiMn2O4 cathode materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
宇文青寒完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
3秒前
自然代亦完成签到 ,获得积分10
3秒前
弹指一挥间完成签到 ,获得积分10
4秒前
喜悦蚂蚁完成签到,获得积分10
5秒前
LZR发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
Nia完成签到,获得积分10
7秒前
嘟噜发布了新的文献求助60
7秒前
02完成签到,获得积分10
7秒前
辣目童子完成签到 ,获得积分10
7秒前
豆浆油条完成签到 ,获得积分10
8秒前
大力云朵完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
ZS0901完成签到,获得积分10
10秒前
Bioc完成签到,获得积分10
10秒前
QAQSS完成签到 ,获得积分10
11秒前
冰饼子完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
思源应助pipiap采纳,获得10
12秒前
12秒前
yamoon完成签到,获得积分10
13秒前
zhuli发布了新的文献求助10
13秒前
哆啦A梦完成签到,获得积分10
13秒前
欢喜的皮卡丘完成签到,获得积分10
13秒前
加减乘除发布了新的文献求助10
13秒前
yu完成签到,获得积分10
13秒前
糊辣鱼完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
Eleven完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
wqy完成签到 ,获得积分10
15秒前
布鲁发布了新的文献求助10
15秒前
穆承羲完成签到 ,获得积分10
15秒前
小白发布了新的文献求助10
15秒前
mojito完成签到 ,获得积分10
16秒前
来了来了完成签到 ,获得积分10
16秒前
小明同学完成签到,获得积分10
17秒前
温暖的鸿发布了新的文献求助10
17秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 500
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
Epigenetic Drug Discovery 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3815941
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3359450
关于积分的说明 10402612
捐赠科研通 3077262
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1690255
邀请新用户注册赠送积分活动 813693
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 767743