Fast discharging mitigates cathode-electrolyte interface degradation of LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 in rechargeable lithium batteries

电解质 降级(电信) 材料科学 电池(电) 阴极 电化学 锂(药物) 分解 荷电状态 容量损失 电极 同种类的 电流密度 化学工程 计算机科学 化学 功率(物理) 热力学 医学 电信 物理 有机化学 物理化学 量子力学 工程类 内分泌学
作者
Suyeon Oh,A‐Re Jeon,Gukhyun Lim,Min Kyung Cho,Keun Hwa Chae,Seok Su Sohn,Minah Lee,Sung‐Kyun Jung,Jihyun Hong
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:65: 103169-103169 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2023.103169
摘要

The rapid deterioration of lithium-ion batteries in fast-charging and discharging conditions poses a major challenge for future mobility technologies. Accelerated failure is attributed to the non-equilibrium de/lithiation reaction at inter- and intra-particle levels in electrodes induced by high current densities. However, the correlation between the reaction heterogeneity and degradation rate remains elusive. Here, we unambiguously decouple the effects of fast charging and discharging on battery degradation by applying asymmetric charging–discharging protocols. Our findings reveal that fast charging stimulates the electrolyte decomposition and surface reconstruction and, surprisingly, fast discharging mitigates these detrimental effects. The improved cyclability originates from the kinetically lowered depth of discharge (DOD) upon fast discharging, enabling a homogeneous electrochemical reaction by evading the slow-kinetics state-of-charge regime. Proving the beneficial effect of limiting DOD, we demonstrate a protocol that effectively suppresses degradation under fast charging conditions, resulting in negligible capacity decay while delivering an accumulated capacity of 30 Ah g−1. In contrast, conventional protocols show drastic capacity decay (13.8% retention). This study establishes a causal coupling between cathode degradation, reaction heterogeneity, and current density and direction at multiple length scales, providing valuable guidance for designing advanced battery cycling protocols that promote stable long-term battery operation, particularly under fast-charging conditions.
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
刚刚
1秒前
成就的钢笔完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
二行发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
卡皮巴拉yuan应助T1kz4采纳,获得10
3秒前
3秒前
su完成签到,获得积分20
3秒前
李某完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
共享精神应助余22采纳,获得10
5秒前
愉快忆安完成签到,获得积分10
5秒前
坚强的钥匙关注了科研通微信公众号
5秒前
5秒前
5秒前
火星上的小飞龙完成签到,获得积分10
6秒前
栗子完成签到 ,获得积分10
6秒前
ccc完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
An发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
张嘉伟完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
香蕉觅云应助搞怪的唇膏采纳,获得10
9秒前
福卡发布了新的文献求助10
9秒前
科目三应助yoowt采纳,获得10
9秒前
Narcissus153应助好的采纳,获得10
9秒前
lhc完成签到,获得积分10
10秒前
FODCOC完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
啦咯是吗发布了新的文献求助10
10秒前
懒123发布了新的文献求助10
10秒前
路过完成签到,获得积分10
11秒前
白好闻发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
LeoYiS214完成签到,获得积分10
11秒前
烟酒生完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
高分求助中
Encyclopedia of Mathematical Physics 2nd edition 888
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Nonrandom distribution of the endogenous retroviral regulatory elements HERV-K LTR on human chromosome 22 500
Hydropower Nation: Dams, Energy, and Political Changes in Twentieth-Century China 500
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
Microfluidic Cell Culture Systems 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 3805892
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3350749
关于积分的说明 10350923
捐赠科研通 3066628
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1684048
邀请新用户注册赠送积分活动 809244
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 765425