Mn versus Al in Layered Oxide Cathodes in Lithium‐Ion Batteries: A Comprehensive Evaluation on Long‐Term Cyclability

材料科学 锂(药物) 溶解 石墨 化学工程 相(物质) 阴极 氧化物 电化学 电池(电) 阳极 电极 冶金 电气工程 物理 工程类 内分泌学 物理化学 功率(物理) 有机化学 化学 医学 量子力学
作者
Wangda Li,Xiaoming Liu,Hugo Celio,P. Griffin Smith,Andrei Dolocan,Miaofang Chi,Arumugam Manthiram
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:8 (15) 被引量:342
标识
DOI:10.1002/aenm.201703154
摘要

Abstract Nickel‐rich layered oxide cathodes with the composition LiNi 1− x − y Co x Mn y O 2 (NCM, (1− x − y ) ≥ 0.6) are under intense scrutiny recently to contend with commercial LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 (NCA) for high‐energy‐density batteries for electric vehicles. However, a comprehensive assessment of their electrochemical durability is currently lacking. Herein, two in‐house cathodes, LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 and LiNi 0.7 Co 0.15 Mn 0.15 O 2 , are investigated in a high‐voltage graphite full cell over 1500 charge‐discharge cycles (≈5–10 year service life in vehicles). Despite a lower nickel content, NCM shows more performance deterioration than NCA. Critical underlying degradation processes, including chemical, structural, and mechanical aspects, are analyzed via an arsenal of characterization techniques. Overall, Mn substitution appears far less effective than Al in suppressing active mass dissolution and irreversible phase transitions of the layered oxide cathodes. The active mass dissolution (and crossover) accelerates capacity decline with sustained parasitic reactions on the graphite anode, while the phase transitions are primarily responsible for cell resistance increase and voltage fade. With Al doping, on the other hand, secondary particle pulverization is the more limiting factor for long‐term cyclability compared to Mn. These results establish a fundamental guideline for designing high‐performing Ni‐rich NCM cathodes as a compelling alternative to NCA and other compositions for electric vehicle applications.
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
袁暖完成签到 ,获得积分10
1秒前
马户的崛起完成签到,获得积分10
3秒前
8秒前
9秒前
DCC完成签到,获得积分10
12秒前
逢场作戱__完成签到 ,获得积分10
13秒前
zzj发布了新的文献求助10
17秒前
h0jian09完成签到,获得积分10
21秒前
赘婿应助漂亮拳采纳,获得10
21秒前
畅彤发布了新的文献求助20
22秒前
纯真的德地完成签到 ,获得积分10
31秒前
完美世界应助zzj采纳,获得10
33秒前
33秒前
Jabowoo完成签到,获得积分10
34秒前
35秒前
35秒前
35秒前
冷吃兔要热了吃完成签到,获得积分10
35秒前
Sandrine完成签到,获得积分10
38秒前
漂亮拳发布了新的文献求助10
39秒前
明理的依柔完成签到,获得积分10
50秒前
猪哥完成签到 ,获得积分10
55秒前
56秒前
57秒前
1分钟前
英姑应助海风吹过小镇采纳,获得10
1分钟前
金开完成签到,获得积分10
1分钟前
lixiang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
敏感寒云完成签到,获得积分10
1分钟前
忧虑的靖巧完成签到 ,获得积分0
1分钟前
Yy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
天天发布了新的文献求助10
1分钟前
dawn完成签到 ,获得积分10
1分钟前
左友铭完成签到 ,获得积分10
1分钟前
马淑贤完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
小只完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Jian完成签到,获得积分10
1分钟前
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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Periodic Report Summary 2 - AFTER (A Framework for electrical power sysTems vulnerability identification, dEfense and Restoration) 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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7318589
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8934294
关于积分的说明 18938642
捐赠科研通 6977312
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214255
关于科研通互助平台的介绍 2382202
邀请新用户注册赠送积分活动 2193218