A Quasi-Ordered Mn-Rich Cathode with Highly Reversible Oxygen Anion Redox Chemistry

化学 氧化还原 阴极 离子 无机化学 氧气 有机化学 物理化学
作者
Weiyuan Huang,Jimin Qiu,Zengqing Zhuo,Jianguo Wen,Yaqing Guo,Yifei Yuan,Zhefeng Chen,Jiangtao Hu,Tianyi Li,Lirong Zheng,Lunhua He,Jinghua Guo,Mingjian Zhang,Feng Pan,Khalil Amine,Tongchao Liu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (30): 26218-26225 被引量:10
标识
DOI:10.1021/jacs.5c03271
摘要

Anionic oxygen redox chemistry in Li-rich Mn-based layer oxide cathodes represents a transformative approach for boosting the energy density of next-generation lithium-ion batteries. However, conventional oxygen redox reactions often induce oxygen dimerization at high voltages, leading to irreversible lattice oxygen loss and a rapid voltage fade. Herein, we achieve highly reversible oxygen redox chemistry through a new quasi-ordered structural design that incorporates both intra- and interlayer cation disorder configurations. This unique structure significantly enhances lattice oxygen stability, effectively stabilizes oxidized oxygen, and inhibits the formation of peroxo- or superoxol-like species, thereby enabling anionic redox reactions to proceed reversibly even at deep delithiation states. The quasi-ordered design mitigates irreversible phase transitions and preserves the structural integrity throughout extended cycling. Consequently, the proposed cathode demonstrates exceptional cyclability with negligible capacity and voltage fade, retaining 99% capacity and 98% average voltage after long-term cycling. This work provides fresh insights into addressing issues related to lattice oxygen instabilities and reforming strategies for developing long-life, high-energy-density anionic redox cathode materials for advanced batteries.
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
科研通AI6.1应助美好忆之采纳,获得10
3秒前
TYD完成签到,获得积分10
4秒前
慈祥的山晴完成签到 ,获得积分10
5秒前
地球发布了新的文献求助10
5秒前
wangji_2017完成签到,获得积分10
7秒前
小果完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
ANG完成签到 ,获得积分10
11秒前
小丑鱼儿完成签到 ,获得积分10
12秒前
ines完成签到 ,获得积分10
16秒前
美好忆之发布了新的文献求助10
18秒前
忐忑的草丛完成签到,获得积分10
18秒前
风中星月完成签到 ,获得积分10
20秒前
方方完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
禄禄完成签到 ,获得积分10
23秒前
25秒前
猪猪完成签到,获得积分10
28秒前
panda完成签到,获得积分0
28秒前
地球发布了新的文献求助10
29秒前
纸条条完成签到 ,获得积分10
33秒前
33秒前
青己完成签到 ,获得积分10
37秒前
Skyllne完成签到 ,获得积分10
37秒前
Leif完成签到,获得积分0
38秒前
风笑完成签到 ,获得积分10
39秒前
zkai完成签到,获得积分10
43秒前
rover完成签到,获得积分10
45秒前
48秒前
幸福耷完成签到 ,获得积分10
49秒前
地表飞猪应助慕容飞凤采纳,获得50
49秒前
qingqingdandan完成签到 ,获得积分10
50秒前
地球发布了新的文献求助10
53秒前
JamesPei应助arniu2008采纳,获得10
54秒前
自信南霜完成签到 ,获得积分10
59秒前
精明的沅完成签到,获得积分10
1分钟前
杭紫雪完成签到,获得积分10
1分钟前
若水完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
sherry221完成签到,获得积分10
1分钟前
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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6440926
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8254788
关于积分的说明 17572230
捐赠科研通 5499201
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900113
邀请新用户注册赠送积分活动 1876725
关于科研通互助平台的介绍 1716941