Twin boundary defect engineering improves lithium-ion diffusion for fast-charging spinel cathode materials

尖晶石 阴极 材料科学 晶体孪晶 离子 电化学 电极 锂(药物) 透射电子显微镜 边界(拓扑) 扩散 纳米技术 化学物理 光电子学 化学 复合材料 微观结构 热力学 冶金 物理化学 物理 数学分析 内分泌学 有机化学 医学 数学
作者
Rui Wang,Xin Chen,Zhongyuan Huang,Jinlong Yang,Fusheng Liu,Mihai Chu,Tongchao Liu,Chaoqi Wang,Weiming Zhu,Shuankui Li,Shunning Li,Jiaxin Zheng,Jie Chen,Lunhua He,Lei Jin,Feng Pan,Yinguo Xiao
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:12 (1) 被引量:65
标识
DOI:10.1038/s41467-021-23375-7
摘要

Abstract Defect engineering on electrode materials is considered an effective approach to improve the electrochemical performance of batteries since the presence of a variety of defects with different dimensions may promote ion diffusion and provide extra storage sites. However, manipulating defects and obtaining an in-depth understanding of their role in electrode materials remain challenging. Here, we deliberately introduce a considerable number of twin boundaries into spinel cathodes by adjusting the synthesis conditions. Through high-resolution scanning transmission electron microscopy and neutron diffraction, the detailed structures of the twin boundary defects are clarified, and the formation of twin boundary defects is attributed to agminated lithium atoms occupying the Mn sites around the twin boundary. In combination with electrochemical experiments and first-principles calculations, we demonstrate that the presence of twin boundaries in the spinel cathode enables fast lithium-ion diffusion, leading to excellent fast charging performance, namely, 75% and 58% capacity retention at 5 C and 10 C, respectively. These findings demonstrate a simple and effective approach for fabricating fast-charging cathodes through the use of defect engineering.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
1秒前
lalala应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
gjww应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
舒适映寒完成签到,获得积分10
1秒前
鲜花饼完成签到 ,获得积分10
5秒前
ych62524完成签到,获得积分0
7秒前
guojingjing发布了新的文献求助10
8秒前
麻麻薯完成签到 ,获得积分10
12秒前
太阳完成签到,获得积分10
14秒前
zhaideqi7发布了新的文献求助30
15秒前
流星噬月发布了新的文献求助10
15秒前
JFFE完成签到 ,获得积分10
18秒前
congjia完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
Silence完成签到,获得积分10
22秒前
ruann完成签到 ,获得积分10
30秒前
多看书少看剧完成签到 ,获得积分10
30秒前
娇气的天亦完成签到,获得积分10
34秒前
NeoWu完成签到,获得积分10
34秒前
39秒前
40秒前
41秒前
NexusExplorer应助王震采纳,获得10
43秒前
666完成签到 ,获得积分10
46秒前
萧诗双完成签到,获得积分10
51秒前
52秒前
恋空完成签到 ,获得积分10
52秒前
52秒前
CodeCraft应助心灵美的花卷采纳,获得10
52秒前
VirgoYn完成签到,获得积分10
52秒前
赵油油完成签到,获得积分10
53秒前
王震发布了新的文献求助10
57秒前
JunoDrain完成签到,获得积分10
58秒前
青峰完成签到,获得积分10
59秒前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
A radiographic standard of reference for the growing knee 400
Glossary of Geology 400
Additive Manufacturing Design and Applications 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2473932
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2138919
关于积分的说明 5451212
捐赠科研通 1862933
什么是DOI,文献DOI怎么找? 926275
版权声明 562817
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 495483