Dual-Element-Modified Single-Crystal LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 as a Highly Stable Cathode for Lithium-Ion Batteries

材料科学 锂(药物) 阴极 电化学 兴奋剂 电解质 涂层 化学工程 单晶 晶体结构 电极 结晶学 分析化学(期刊) 纳米技术 物理化学 光电子学 医学 工程类 内分泌学 化学 色谱法
作者
Ze Feng,Shan Zhang,Ranjusha Rajagopalan,Xiaobing Huang,Yurong Ren,Dan Sun,Haiyan Wang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (36): 43039-43050 被引量:41
标识
DOI:10.1021/acsami.1c10799
摘要

Single-crystalline LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 cathodes have received great attention due to their high discharge capacity and better electrochemical performance. However, the single-crystal materials are suffering from severe lattice distortion and electrode/electrolyte interface side reactions when cycling at high voltage. Herein, a unique single-crystal LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 with Al and Zr doping in the bulk and a self-formed coating layer of Li2ZrO3 in the surface has been constructed by a facile strategy. The optimized cathode material exhibits excellent structural stability and cycling performance at room/elevated temperatures after long-term cycling. Specifically, even after 100 cycles (1C, 3.0–4.4 V) at 50 °C, the capacity retention for the Al and Zr co-doped sample reaches 92.1%, which is much higher than those of the single Al-doped (85.4%), single Zr-doped (87.1%), and bare samples (76.3%). The characterization results and first-principles calculations reveal that the excellent electrochemical properties are attributed to the stable structure and interface, in which the Al and Zr co-doping hinders cation mixing and suppresses detrimental phase transformations to reduce internal stress and mitigate microcracks, and the coating layer of Li2ZrO3 can protect the surface and suppress interfacial parasitic reactions. Overall, this work provides important insights into how to simultaneously build a stable bulk structure and interface for the single-crystal NCM cathode via a facile preparation process.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
白安完成签到,获得积分20
1秒前
糖果果发布了新的文献求助10
2秒前
蒋蒋55发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
JJ完成签到,获得积分10
6秒前
qdlsc发布了新的文献求助10
6秒前
NikolasZ发布了新的文献求助10
7秒前
海阔天高001完成签到,获得积分0
7秒前
qiu关闭了qiu文献求助
10秒前
科研通AI2S应助三徙教采纳,获得10
10秒前
慕青应助冷艳的纸飞机采纳,获得10
10秒前
cctv18应助糖果果采纳,获得10
13秒前
18秒前
结实涑完成签到,获得积分10
18秒前
Jasper应助李自由采纳,获得10
19秒前
大圣完成签到 ,获得积分10
19秒前
jessie完成签到 ,获得积分20
22秒前
内向的浩宇完成签到,获得积分10
26秒前
卿言发布了新的文献求助10
26秒前
灵舒完成签到,获得积分10
27秒前
大大彬完成签到 ,获得积分10
30秒前
李健应助alyes采纳,获得10
32秒前
32秒前
36秒前
36秒前
阳光怀亦发布了新的文献求助10
37秒前
humengxiao完成签到,获得积分10
39秒前
Mia完成签到,获得积分10
40秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
Danna完成签到 ,获得积分10
40秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
只爱龙虾发布了新的文献求助10
43秒前
万能图书馆应助lty采纳,获得10
45秒前
闹闹闹发布了新的文献求助10
46秒前
瘦瘦的斑马完成签到,获得积分20
47秒前
48秒前
汉堡包应助ylz采纳,获得10
49秒前
alyes发布了新的文献求助10
51秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Particle strengthening of metals and alloys 500
Monocentric experience of transforaminal endoscopic lumbar discectomy and foraminotomy outcomes: pushing the indications and avoiding failure. Report of 200 cases 400
Transferrin affects food intake and reproduction in the hard tick Haemaphysalis longicornis 400
Lexique et typologie des poteries: pour la normalisation de la description des poteries (Full Book) 400
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 400
Transformerboard III 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2353867
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2060139
关于积分的说明 5137912
捐赠科研通 1790311
什么是DOI,文献DOI怎么找? 894214
版权声明 557174
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 477268