Achieving Ultrahigh Cycling Stability of LiMn 0.5 Fe 0.5 PO 4 Through Oxygen Vacancy with Jahn‐Teller Distortion Accommodation Induced by B‐Doping at P‐site

材料科学 电化学 阴极 氧气 兴奋剂 雅恩-泰勒效应 八面体 锂(药物) 密度泛函理论 锰 离子 化学工程 纳米技术 晶体结构 结晶学 物理化学 电极 化学 冶金 计算化学 光电子学 内分泌学 工程类 有机化学 医学
作者
Zhen Li,Yang You,Lianghua Wang,Shengwen Ou,Jingyue Xu,Mingliang Yuan
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:21 (33): e2504227-e2504227 被引量:11
标识
DOI:10.1002/smll.202504227
摘要

Abstract The development of lithium manganese iron phosphate (LiMn 0.5 Fe 0.5 PO 4 ) as a high‐energy‐density cathode material offers significant advantages over LiFePO 4 , but its practical application is hindered by the Jahn‐Teller distortion induced by Mn during charge‐discharge cycles, leading to reduced cycling stability. In this study, B‐doping at the P‐site through a solvothermal method is introduced, which induces the formation of oxygen vacancies. These vacancies result in the partial removal of oxygen from MnO 6 octahedra, creating structural flexibility to accommodate Jahn‐Teller distortion, thereby enhancing the cycling stability of LiMn 0.5 Fe 0.5 PO 4 . The B‐doped sample, LiMn 0.5 Fe 0.5 P 0.97 B 0.03 O 4‐δ /C (LMFP‐B3/C), exhibited superior electrochemical performance, retaining 98.09% of its capacity after 1000 cycles at a 1C rate, with a final capacity of 121.43 mAh g −1 . In contrast, the undoped sample retained only 74.28% of its capacity under the same conditions, with a final capacity of 86.17 mAh g −1 . Density functional theory (DFT) calculations confirmed that the presence of oxygen vacancies not only mitigates lattice volume changes during cycling but also reduces Li⁺ migration barriers. This work provides critical insights into the role of B‐doping and oxygen vacancies in stabilizing the structure and improving the electrochemical performance of phosphate‐based cathode materials, paving the way for more durable and efficient lithium‐ion 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
Adamcssy19完成签到,获得积分10
刚刚
hdrizen完成签到,获得积分10
刚刚
qqqdewq完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
笨笨水儿完成签到 ,获得积分10
2秒前
christinao发布了新的文献求助10
3秒前
laoxie301发布了新的文献求助20
7秒前
街道办柏阿姨完成签到 ,获得积分10
9秒前
彧桀完成签到,获得积分10
11秒前
假真真完成签到 ,获得积分10
13秒前
温柔的香岚完成签到,获得积分10
13秒前
舒心雅柔完成签到 ,获得积分10
14秒前
斯文元正完成签到,获得积分10
17秒前
kkkkkk完成签到,获得积分10
18秒前
苹果大侠完成签到 ,获得积分10
19秒前
碗碗豆喵完成签到 ,获得积分10
22秒前
982289172完成签到,获得积分10
23秒前
要减肥翠梅完成签到,获得积分10
23秒前
晨光完成签到,获得积分10
33秒前
南攻完成签到 ,获得积分10
33秒前
永远的得胜同志完成签到,获得积分10
34秒前
YUJIALING完成签到 ,获得积分10
34秒前
有终完成签到 ,获得积分10
34秒前
东风完成签到,获得积分10
35秒前
8D完成签到,获得积分10
36秒前
Jane完成签到 ,获得积分10
37秒前
大一京城完成签到 ,获得积分10
37秒前
三清小爷完成签到,获得积分10
38秒前
李先生完成签到 ,获得积分10
42秒前
彩色的冥茗完成签到,获得积分10
43秒前
onemore完成签到,获得积分10
45秒前
简单海之完成签到,获得积分10
51秒前
jake完成签到,获得积分10
52秒前
化学课die表完成签到 ,获得积分10
52秒前
小巧孤兰完成签到,获得积分10
55秒前
玄轩小悟风完成签到,获得积分10
55秒前
Sue完成签到 ,获得积分10
59秒前
俭朴笑晴完成签到 ,获得积分10
1分钟前
echo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
sponge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
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 1: A–B 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7792360
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9329392
关于积分的说明 20427935
捐赠科研通 7381978
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3323687
关于科研通互助平台的介绍 2471616
邀请新用户注册赠送积分活动 2340819