Regulating the Unhybridized O 2p Orbitals of High‐Performance Li‐Rich Mn‐Based Layered Oxide Cathode by Gd‐Doping Induced Bulk Oxygen Vacancies

氧气 材料科学 氧化还原 氧化物 尖晶石 阴极 兴奋剂 化学工程 无机化学 物理化学 化学 光电子学 工程类 有机化学 冶金
作者
Jia Xu,Jing Wan,Wen Zhang,Yuyu Li,Fangyuan Cheng,Zexiao Cheng,Yue Xu,Shixiong Sun,Qing Li,Chun Fang,Jiantao Han
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (18) 被引量:36
标识
DOI:10.1002/adfm.202214613
摘要

Abstract Li‐rich Mn‐based layered oxides (LRLOs) with ultrahigh specific capacities are promising cathode materials for high energy density lithium‐ion batteries. Nevertheless, severe irreversible oxygen release, structure degradation, capacity and voltage attenuation hinder their commercialization due to the uncontrollable oxygen redox chemistry originated from unhybridized O 2 p orbitals. Herein, a strategy to generate bulk oxygen vacancies is proposed. And bulk oxygen vacancies are constructed by lowering the formation energy of oxygen vacancies in LRLOs via Gd‐doping. The energy level and the amount of unhybridized O 2 p states are reduced to partly inhibit the oxygen redox activity. Surprisingly, the oxygen redox is not fully activated in the first cycle and is further activated in the second cycle. Moreover, the reduced oxygen redox activity significantly suppresses the oxygen release, lattice volume change, layered‐to‐spinel phase transition. As a result, the amount of oxygen gas release is reduced from 98.80 to ≈0 nmol mg −1 in the first cycle. Superior cycle stability of 90.4% capacity retention after 300 cycles and small voltage decay of only 1.013 mV per cycle are achieved. This study provides a valuable bulk oxygen vacancies strategy to regulate the unhybridized O 2 p orbitals for designing high‐performance Li‐rich Mn‐based layered oxide 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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
drew完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
谢许杯商应助派大星采纳,获得10
2秒前
浮游应助呜呜采纳,获得10
2秒前
诱导效应发布了新的文献求助10
3秒前
共享精神应助August采纳,获得10
3秒前
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
Ava应助小问采纳,获得10
6秒前
biov驳回了Owen应助
6秒前
6秒前
6秒前
distant完成签到,获得积分20
7秒前
朴素的友菱完成签到,获得积分10
8秒前
Duomi发布了新的文献求助10
8秒前
王晨豪发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
不该说的完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
国庆发布了新的文献求助10
11秒前
yolanda发布了新的文献求助50
12秒前
12秒前
壳壳发布了新的文献求助30
12秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
小乐应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
小乐应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
可靠之玉应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
14秒前
14秒前
强健的飞瑶完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
呼呼哈哈发布了新的文献求助10
17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
Nuclear Fuel Behaviour under RIA Conditions 500
Sociologies et cosmopolitisme méthodologique 400
Why America Can't Retrench (And How it Might) 400
Another look at Archaeopteryx as the oldest bird 390
Higher taxa of Basidiomycetes 300
Partial Least Squares Structural Equation Modeling (PLS-SEM) using SmartPLS 3.0 300
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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4673201
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4051734
关于积分的说明 12530138
捐赠科研通 3745490
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2068576
邀请新用户注册赠送积分活动 1097802
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 978062