Unveiling the Over‐Lithiation Behavior of NCM523 Cathode Towards Long‐Life Anode‐Free Li Metal Batteries

阴极 阳极 材料科学 锂(药物) 八面体 容量损失 过渡金属 离子 金属 氧化物 化学工程 化学物理 电极 化学 冶金 物理化学 催化作用 有机化学 内分泌学 工程类 医学 生物化学
作者
Ruimin Gao,Minzhi Zhan,T. J. Li,Pei Xiong,Qian Zhang,Zhefeng Chen,Jike Wang,Xinping Ai,Feng Pan,Liumin Suo,Jiangfeng Qian
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
标识
DOI:10.1002/advs.202503558
摘要

Anode-free lithium metal batteries (AFLMBs) offer the potential for significantly enhanced energy densities. However, their practical application is limited by a shortened cycling life due to inevitable Li loss from parasitic reactions. This study addresses this challenge by incorporating an over-lithiated Li1+ xNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (Li1+ xNCM523) cathode as an internal Li reservoir to compensate for lithium loss during extended cycling. A rigorous investigation of the deep discharge behavior of the Li1+ xNCM523 cathode reveals a critical over-lithiation threshold at x = 0.7. At this threshold, excess Li+ ions are safely accommodated within the crystal structure by a transformation from the LiO4 octahedron to two tetrahedral sites. Beyond this threshold (x ≥ 0.7), the structural stability of the cathode is significantly compromised due to the irreversible reduction of transition metal (TM) ions. The optimal Li-rich Li1.7NCM523 releases an additional charge capacity of ≈160 mAh g-1 during the first charge. Consequently, the AFLMBs (Li1.7NCM523||Cu) achieve outstanding capacity retention of 93.3% after 100 cycles at 0.5 C and 78.5% after 200 cycles at 1 C. The findings establish a research paradigm for designing superior over-lithiated transition metal oxide cathode materials and underscore the critical role of the lithium reservoir in extending the cycle life of AFLMBs.
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
peng发布了新的文献求助10
刚刚
深情安青应助103921wjk采纳,获得10
1秒前
HEIKU应助sunhx采纳,获得10
2秒前
田田完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
cf2v应助吨吨采纳,获得10
5秒前
zakarya发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
北风发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
鱼儿想游发布了新的文献求助10
7秒前
22222发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
LLLLLL完成签到,获得积分10
9秒前
103921wjk发布了新的文献求助10
11秒前
醒醒发布了新的文献求助10
12秒前
上官枫发布了新的文献求助10
13秒前
莫友安完成签到 ,获得积分10
14秒前
Wyoou完成签到,获得积分10
15秒前
飞跃雁山院完成签到,获得积分10
15秒前
zyznh完成签到 ,获得积分10
16秒前
chen7完成签到,获得积分10
16秒前
mao完成签到,获得积分10
17秒前
义气的从蕾完成签到 ,获得积分10
18秒前
bluelemon完成签到,获得积分10
20秒前
研友_VZG7GZ应助庾稀采纳,获得10
21秒前
21秒前
YSM完成签到,获得积分0
21秒前
费老五完成签到 ,获得积分10
22秒前
华仔应助上官枫采纳,获得10
24秒前
彭于晏应助紫陌采纳,获得10
25秒前
26秒前
ding应助666采纳,获得10
27秒前
小蘑菇应助醒醒采纳,获得10
28秒前
搜集达人应助李奶奶采纳,获得10
28秒前
Sean发布了新的文献求助10
28秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 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 3780043
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3325422
关于积分的说明 10222930
捐赠科研通 3040579
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668903
邀请新用户注册赠送积分活动 798857
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758614