Ultra‐Fast Charging High‐voltage Spinel LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 Batteries Enabled by Mn─O Bond Regulating Strategy to Defeat Jahn─Teller Distortion

材料科学 尖晶石 雅恩-泰勒效应 电压 纳米技术 离子 电气工程 冶金 物理 量子力学 工程类
作者
Mengting Guo,Changping Wang,Yize Niu,Mingyue Ruan,Dong Yang,Fei Wang,Haonan Wang,Nan‐Kai Wang,Ying Jiang,Tianyi Li,Yan He,Qiang Li
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:15 (34) 被引量:19
标识
DOI:10.1002/aenm.202502226
摘要

Abstract The high‐voltage spinel LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 (LNMO) is a promising cathode material for lithium‐ion batteries due to its high energy and power densities, excellent thermal stability, low cost, and environmental benignity. However, the presence of Mn 3+ induces Jahn─Teller (J─T) distortion, leading to Mn─O bond elongation, lattice stress, and degradation of both structural and electrochemical stability during cycling. To address this,a bond‐length engineering strategy is proposed by co‐doping Fe at the Mn 16d sites and Sb at the vacant 16c positions to suppress the J─T effect and stabilize the crystal structure. Electron paramagnetic resonance (EPR), in situ X‐ray diffraction (XRD), and density functional theory (DFT) calculations confirm that the Mn─O bond regulation strategy effectively mitigates MnO 6 octahedral distortion, reduces phase transitions, and enhances structural robustness. Moreover, Sb incorporation expands the lattice, facilitating Li + diffusion. As a result, the optimized FeSb‐LNMO delivers remarkable electrochemical performance, retaining 98% of its initial capacity after 200 cycles at 1C, and achieving 85.6% capacity retention over 1000 cycles at 5C. This work introduces a novel bond‐length engineering approach via multi‐site doping to overcome degradation in high‐voltage LNMO, enabling ultra‐fast charging and long‐term cycling stability.
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
巫马尔槐完成签到,获得积分10
1秒前
Edward完成签到,获得积分10
2秒前
fishss完成签到,获得积分0
2秒前
害怕的冰颜完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
pangcheng完成签到,获得积分10
5秒前
zyzy发布了新的文献求助10
9秒前
希望天下0贩的0应助lgao528采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
16秒前
大胖厨爱吃小炒肉完成签到,获得积分10
16秒前
巫马尔槐发布了新的文献求助10
18秒前
小小虾完成签到 ,获得积分10
19秒前
ChatGPT发布了新的文献求助10
23秒前
seaqiong发布了新的文献求助10
23秒前
25秒前
桐桐应助spinon采纳,获得20
27秒前
沉静夏之应助巫马尔槐采纳,获得10
31秒前
lilylwy完成签到 ,获得积分0
32秒前
烤番薯完成签到,获得积分10
35秒前
ks完成签到,获得积分10
36秒前
晚星完成签到 ,获得积分10
38秒前
42秒前
醉熏的西牛完成签到 ,获得积分10
42秒前
sdjjis完成签到 ,获得积分10
42秒前
蓝天发布了新的文献求助10
45秒前
隐形白开水完成签到,获得积分0
51秒前
文献高手完成签到 ,获得积分10
53秒前
leo完成签到,获得积分10
54秒前
57秒前
ASCC完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
鲁滨逊完成签到 ,获得积分10
1分钟前
spinon发布了新的文献求助20
1分钟前
1分钟前
1分钟前
打工给猫买罐头完成签到 ,获得积分10
1分钟前
王发发布了新的文献求助10
1分钟前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
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 7264346
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8885317
关于积分的说明 18777618
捐赠科研通 6942255
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3202657
关于科研通互助平台的介绍 2375830
邀请新用户注册赠送积分活动 2178564