Enabling high energy lithium metal batteries via single-crystal Ni-rich cathode material co-doping strategy

阴极 材料科学 电解质 阳极 溶解 化学工程 兴奋剂 金属 电池(电) 电极 化学 冶金 物理化学 光电子学 物理 工程类 功率(物理) 量子力学
作者
Xing Ou,Tongchao Liu,Wentao Zhong,Xinming Fan,Xueyi Guo,Xiaojing Huang,Liang Cao,Junhua Hu,Bao Zhang,Yong S. Chu,Guorong Hu,Lin Zhang,Mouad Dahbi,Jones Alami,Khalil Amine,Chenghao Yang,Jun Biao Lu
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:13 (1): 2319-2319 被引量:457
标识
DOI:10.1038/s41467-022-30020-4
摘要

Abstract High-capacity Ni-rich layered oxides are promising cathode materials for secondary lithium-based battery systems. However, their structural instability detrimentally affects the battery performance during cell cycling. Here, we report an Al/Zr co-doped single-crystalline LiNi 0.88 Co 0.09 Mn 0.03 O 2 (SNCM) cathode material to circumvent the instability issue. We found that soluble Al ions are adequately incorporated in the SNCM lattice while the less soluble Zr ions are prone to aggregate in the outer SNCM surface layer. The synergistic effect of Al/Zr co-doping in SNCM lattice improve the Li-ion mobility, relief the internal strain, and suppress the Li/Ni cation mixing upon cycling at high cut-off voltage. These features improve the cathode rate capability and structural stabilization during prolonged cell cycling. In particular, the Zr-rich surface enables the formation of stable cathode-electrolyte interphase, which prevent SNCM from unwanted reactions with the non-aqueous fluorinated liquid electrolyte solution and avoid Ni dissolution. To prove the practical application of the Al/Zr co-doped SNCM, we assembled a 10.8 Ah pouch cell (using a 100 μm thick Li metal anode) capable of delivering initial specific energy of 504.5 Wh kg −1 at 0.1 C and 25 °C.
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
风中的蜜蜂完成签到,获得积分10
1秒前
瑶瑶发布了新的文献求助10
1秒前
李昭进完成签到,获得积分10
1秒前
梦隐雾完成签到,获得积分10
2秒前
姜菡完成签到 ,获得积分10
3秒前
Jupiter 1234完成签到,获得积分10
3秒前
模拟洗涤剂完成签到 ,获得积分10
4秒前
邢00完成签到 ,获得积分10
5秒前
易北完成签到,获得积分10
5秒前
何何何完成签到,获得积分10
6秒前
hhh完成签到,获得积分10
7秒前
桐桐的应助被娃哈哈读研版采纳,获得10
8秒前
医无止境完成签到,获得积分10
9秒前
不战则已战必胜矣完成签到,获得积分10
9秒前
2385697574发布了新的文献求助10
9秒前
SY完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
04d的应助被zyjsunye采纳,获得10
12秒前
医学小王完成签到 ,获得积分10
12秒前
漂亮的孤风完成签到,获得积分10
12秒前
evershiny发布了新的文献求助10
13秒前
13963092589完成签到,获得积分10
13秒前
益生菌发布了新的文献求助10
13秒前
sky完成签到,获得积分10
13秒前
毕业好工作完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
fx完成签到,获得积分10
16秒前
李倩完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
17秒前
WW完成签到,获得积分10
18秒前
史可法会完成签到,获得积分10
18秒前
徐先生完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
PZD完成签到,获得积分10
19秒前
茶蛋完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
闲潭梦完成签到,获得积分10
19秒前
ww完成签到,获得积分10
20秒前
科研go完成签到,获得积分10
20秒前
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
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8129920
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9532296
关于积分的说明 21593986
捐赠科研通 7711747
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3418056
关于科研通互助平台的介绍 2543742
邀请新用户注册赠送积分活动 2459259