Single-crystal nickel-rich layered-oxide battery cathode materials: synthesis, electrochemistry, and intra-granular fracture

材料科学 阴极 晶界 微晶 电池(电) 氧化物 电化学 Crystal(编程语言) 单晶 复合材料 冶金 电极 纳米技术 结晶学 微观结构 热力学 物理化学 电气工程 功率(物理) 化学 物理 程序设计语言 计算机科学 工程类
作者
Guannan Qian,Youtian Zhang,Linsen Li,Ruixin Zhang,Junmeng Xu,Zhenjie Cheng,Sijie Xie,Han Wang,Qunli Rao,Yu‐Shi He,Yanbin Shen,Liwei Chen,Ming Tang,Zi‐Feng Ma
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:27: 140-149 被引量:543
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2020.01.027
摘要

Electro-mechanical degradation is commonly observed in various battery electrode materials, which are often prepared as polycrystalline particles consisting of nanoscale primary grains. The anisotropic volume change during lithium extraction/insertion makes these materials intrinsically vulnerable to grain-boundary (inter-granular) fracture that leads to rapid impedance growth and capacity decay. Here, guided by fracture mechanics analysis, we synthesize microsized single-crystal Ni-rich layered-oxide (NMC) cathode materials via an industrially-applicable molten-salt approach. Using single-crystal LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 as a model material, we show that the cycle performance of the Ni-rich NMC can be significantly improved by eliminating the internal grain boundaries and inter-granular fracture. The single-crystal LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 cathodes show high specific capacity (183 ​mAh g−1 ​at 0.1 ​C rate, 4.3–2.8 ​V) and excellent capacity retention (94% after 300 cycles at 1C/1C cycling). Further, it is confirmed for the first time that the single-crystal LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 particles are stable against intra-granular fracture as well under normal operating conditions but do crack if severely overcharged. Electrochemical-shock resistant single-crystal NMC reveals an alternative path towards developing better battery cathode materials, beyond the traditional one built upon polycrystalline NMC.
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
Medicaltiger完成签到,获得积分10
刚刚
whitebird完成签到,获得积分10
1秒前
科研zhang应助科研通管家采纳,获得20
1秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
西柚西柚完成签到 ,获得积分10
1秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
泊远轩应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
Elan完成签到,获得积分10
2秒前
韭菜盒子完成签到,获得积分10
2秒前
still完成签到,获得积分10
2秒前
耍酷醉蝶完成签到 ,获得积分10
3秒前
wkr发布了新的文献求助10
3秒前
淇奥完成签到 ,获得积分10
3秒前
共享精神应助vera采纳,获得10
3秒前
3秒前
简简单单完成签到,获得积分10
3秒前
GingerF应助苹果核采纳,获得80
3秒前
ldy完成签到,获得积分10
3秒前
坚强的阳光菇完成签到 ,获得积分10
4秒前
ruby完成签到,获得积分10
4秒前
夏侯初完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
光亮的万天完成签到 ,获得积分10
5秒前
Accpted河豚完成签到,获得积分10
6秒前
dianeluo完成签到,获得积分10
6秒前
vianney发布了新的文献求助10
6秒前
SciGPT应助小星星采纳,获得10
6秒前
Serene完成签到,获得积分10
6秒前
忐忑的小玉完成签到,获得积分10
8秒前
duanwy完成签到,获得积分10
8秒前
zhang完成签到,获得积分10
9秒前
天成完成签到 ,获得积分10
10秒前
机智的青柏完成签到 ,获得积分10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
2026 Hospital Accreditation Standards 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6262932
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8084961
关于积分的说明 16892467
捐赠科研通 5333420
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2839018
邀请新用户注册赠送积分活动 1816482
关于科研通互助平台的介绍 1670213