Covalent Boron–Oxygen Bond Stabilizes Anion Redox for Lithium-Rich Manganese-Based Layered Oxide Cathodes

阴极 材料科学 氧化还原 无定形固体 共价键 氧化物 化学工程 离子 兴奋剂 阳离子聚合 锂(药物) 化学物理 氧气 电化学 无机化学 格子(音乐) 离子键合 析氧 纳米技术 储能 工作(物理) 电压 电极 相(物质)
作者
Tingting Li,Yaqi Liao,Han Liu,Wei Wang,Xingjun Li,Liuqi Wang,Haijin Ji,Wei Liu,Yang Ren,Qi Liu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:20 (14): 11074-11087 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c20939
摘要

Lithium-rich manganese-based layered oxides (LRMs) have emerged as attractive cathode candidates for next-generation lithium-ion batteries with high energy density. Their exceptional capacity originates from the synergistic contribution of cationic redox and oxygen anionic redox (OAR). However, the utilization of OAR reactions at high voltages (>4.45 V) inevitably triggers irreversible oxygen release, leading to surface phase transitions and bulk structural degradation, consequent rapid capacity fading, and voltage decay. Therefore, simultaneously stabilizing the bulk lattice and the interface is critical to achieving durable OAR reversibility and long-term stability. Herein, we propose a one-step H 3 BO 3 treatment strategy to construct boron-modified Li 1.098 Ni 0.138 Co 0.138 Mn 0.552 B δ O 2 (B-LRM) with borate species (BO 3 /BO 4 ) doping and an amorphous lithium borate surface layer. The incorporation of boron introduces strong B–O bonding, which modulates Mn–O covalency, enhances OAR reversibility, and mitigates lattice distortion, while the amorphous surface layer effectively stabilizes the cathode–electrolyte interface. Consequently, the B-LRM cathode exhibits a high specific capacity of 306 mAh g –1 at 0.1 C. Moreover, it demonstrates remarkable long-term durability, maintaining 86.3% of its initial capacity after 400 cycles at 1 C, accompanied by a minimal voltage decay of only 0.9 mV per cycle. This work provides a facile and scalable approach for achieving LRM cathodes with high energy density and long cycle life.
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
雪糕刺客完成签到,获得积分10
1秒前
左丘冥完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
TWEETY发布了新的文献求助30
2秒前
3秒前
3秒前
4秒前
6秒前
完美世界应助YanqiZhang采纳,获得10
6秒前
大胖龙发布了新的文献求助10
6秒前
MobiusR发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
852应助爱笑豪英采纳,获得20
7秒前
科研通AI6.3应助sandy采纳,获得10
7秒前
you完成签到 ,获得积分20
7秒前
xuan发布了新的文献求助10
8秒前
xiaoyuanbao1988完成签到,获得积分10
8秒前
cc发布了新的文献求助10
8秒前
小鱼发布了新的文献求助10
8秒前
jkj发布了新的文献求助30
8秒前
8秒前
xiao完成签到,获得积分10
9秒前
英俊的铭应助施小雨采纳,获得10
9秒前
FashionBoy应助科研不通采纳,获得30
9秒前
青霜发布了新的文献求助10
9秒前
星辰大海应助sxt采纳,获得10
10秒前
解安珊完成签到,获得积分10
10秒前
英俊的铭应助TWEETY采纳,获得10
10秒前
10秒前
李健应助WCH采纳,获得10
10秒前
Richard完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
活力的番茄完成签到,获得积分10
11秒前
chuang发布了新的文献求助10
11秒前
充电宝应助yexu845采纳,获得10
12秒前
12秒前
冷酷以山发布了新的文献求助10
12秒前
孙小子完成签到,获得积分10
12秒前
眯眯眼的代丝完成签到,获得积分20
12秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 2030
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 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 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 7576103
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9155641
关于积分的说明 19586336
捐赠科研通 7160152
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3264902
关于科研通互助平台的介绍 2430062
邀请新用户注册赠送积分活动 2255483