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:35
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
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
leo发布了新的文献求助30
1秒前
1秒前
DHMO完成签到,获得积分10
2秒前
CipherSage应助56789采纳,获得10
2秒前
3秒前
蓝天发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
lxy发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
Percy发布了新的文献求助10
5秒前
天天快乐应助酷炫的春天采纳,获得10
6秒前
肉胖胖肉完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI2S应助LDDDGR采纳,获得10
7秒前
7秒前
wangw061应助七七采纳,获得10
8秒前
Liny_sama发布了新的文献求助10
8秒前
Jerrry完成签到,获得积分10
9秒前
leo完成签到,获得积分10
9秒前
漠然完成签到,获得积分10
10秒前
YanWei发布了新的文献求助10
12秒前
Jerrry发布了新的文献求助10
12秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
15秒前
求助完成签到,获得积分10
15秒前
活泼蓝完成签到,获得积分10
16秒前
NexusExplorer应助虚幻采枫采纳,获得10
16秒前
17秒前
17秒前
18秒前
无无完成签到,获得积分10
18秒前
ning发布了新的文献求助10
20秒前
牛哥完成签到 ,获得积分10
20秒前
Liny_sama完成签到,获得积分10
20秒前
小蘑菇应助lhp采纳,获得10
22秒前
脖酱发布了新的文献求助30
22秒前
高分求助中
Encyclopedia of Mathematical Physics 2nd edition 888
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Hydropower Nation: Dams, Energy, and Political Changes in Twentieth-Century China 500
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Pharmacological profile of sulodexide 400
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
共融服務學習指南 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 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 3805407
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3350368
关于积分的说明 10348817
捐赠科研通 3066317
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1683676
邀请新用户注册赠送积分活动 809123
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 765254