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Nonsacrificial Nitrile Additive for Armoring High‐Voltage LiNi0.83Co0.07Mn0.1O2 Cathode with Reliable Electrode–Electrolyte Interface toward Durable Battery

电解质 阴极 材料科学 溶解 锂(药物) 化学工程 电极 石墨 分解 化学 复合材料 有机化学 物理化学 内分泌学 工程类 医学
作者
Xin Li,Xinpeng Han,Gang Li,Juan Du,Yu Cao,Haochen Gong,Huili Wang,Yiming Zhang,Shuo Liu,Baoshan Zhang,Xinying Liu,Phathutshedzo Khangale,Diane Hildebrandt,Jie Sun,Aibing Chen
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:18 (30): e2202989-e2202989 被引量:43
标识
DOI:10.1002/smll.202202989
摘要

(NCM83) cathode are challenged by continuous transition metal (TM) dissolution, microcracks and mixed arrangement of nickel and lithium sites, which are usually induced by deleterious cathode-electrolyte reactions. Herein, it is reported that those side reactions are limited by a reliable cathode electrolyte interface (CEI) layer formed by implanting a nonsacrificial nitrile additive. In this modified electrolyte, 1,3,6-Hexanetricarbonitrile (HTCN) plays a nonsacrificial role in modifying the composition, thickness, and formation mechanism of the CEI layers toward improved cycling stability. It is revealed that HTCN and 1,2-Bis(2-cyanoethoxy)ethane (DENE) are inclined to coordinate with the TM. HTCN can stably anchor on the NCM83 surface as a reliable CEI framework, in contrast, the prior decomposition of DENE additives will damage the CEI layer. As a result, the NCM83/graphite full cells with the LiPF6-EC/DEC-HTCN (BE-HTCN) electrolyte deliver a high capacity retention of 81.42% at 1 C after 300 cycles at a cutoff voltage of 4.5 V, whereas BE and BE-DENE electrolytes only deliver 64.01% and 60.05%. This nonsacrificial nitrile additive manipulation provides valuable guidance for developing aggressive high-capacity Ni-rich cathodes.
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