Persistent and partially mobile oxygen vacancies in Li-rich layered oxides

氧气 化学物理 材料科学 电极 氧化物 表征(材料科学) 纳米技术 锂(药物) 电池(电) 扩散 化学工程 析氧 电化学 化学 物理化学 物理 热力学 有机化学 医学 冶金 功率(物理) 内分泌学 工程类
作者
Peter M. Csernica,Samanbir Kalirai,William E. Gent,Ki Moo Lim,Young‐Sang Yu,Yunzhi Liu,Sungyoon Ahn,Emma Kaeli,Xin Xu,Kevin H. Stone,A. F. Marshall,Robert Sinclair,David A. Shapiro,Michael F. Toney,William C. Chueh
出处
期刊:Nature Energy [Springer Nature]
卷期号:6 (6): 642-652 被引量:101
标识
DOI:10.1038/s41560-021-00832-7
摘要

Increasing the energy density of layered oxide battery electrodes is challenging as accessing high states of delithiation often triggers voltage degradation and oxygen release. Here we utilize transmission-based X-ray absorption spectromicroscopy and ptychography on mechanically cross-sectioned Li1.18–xNi0.21Mn0.53Co0.08O2–δ electrodes to quantitatively profile the oxygen deficiency over cycling at the nanoscale. The oxygen deficiency penetrates into the bulk of individual primary particles (~200 nm) and is well-described by oxygen vacancy diffusion. Using an array of characterization techniques, we demonstrate that, surprisingly, bulk oxygen vacancies that persist within the native layered phase are indeed responsible for the observed spectroscopic changes. We additionally show that the arrangement of primary particles within secondary particles (~5 μm) causes considerable heterogeneity in the extent of oxygen release between primary particles. Our work merges an ensemble of length-spanning characterization methods and informs promising approaches to mitigate the deleterious effects of oxygen release in lithium-ion battery electrodes. Oxygen release in Li-rich layered oxides is of both fundamental and practical interest in batteries, but a varied mechanistic understanding exists. Here the authors evaluate the extent of oxygen release over extended cycles and present a comprehensive picture of the phenomenon that unifies the current explanations.
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。
建议保存本图,每天支付宝扫一扫(相册选取)领红包
实时播报
刚刚
个性的孤丹关注了科研通微信公众号
刚刚
研友_LOqqmZ发布了新的文献求助10
4秒前
mtfx发布了新的文献求助10
9秒前
HAI应助Ethan采纳,获得10
10秒前
13秒前
veggieg完成签到,获得积分10
19秒前
所所应助shain采纳,获得30
19秒前
alpinesnow发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
CaoRouLi完成签到,获得积分10
29秒前
29秒前
lan发布了新的文献求助10
33秒前
顾矜应助个性的孤丹采纳,获得10
33秒前
香蕉凌柏完成签到,获得积分10
34秒前
benben应助十七。采纳,获得10
34秒前
34秒前
彭于晏应助mtfx采纳,获得10
38秒前
alpinesnow完成签到,获得积分10
38秒前
kuangquanshui发布了新的文献求助10
39秒前
benben应助坚定鸡采纳,获得10
41秒前
田様应助fan采纳,获得10
46秒前
47秒前
情怀应助太叔文博采纳,获得10
47秒前
123完成签到,获得积分10
48秒前
摆哥发布了新的文献求助10
54秒前
cctv18应助科研通管家采纳,获得10
55秒前
cctv18应助科研通管家采纳,获得10
55秒前
cctv18应助科研通管家采纳,获得10
55秒前
小尹同学应助科研通管家采纳,获得10
55秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得20
55秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
55秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
55秒前
56秒前
58秒前
要减肥的心情完成签到,获得积分10
59秒前
fan发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
太叔文博发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 1100
The Instrument Operations and Calibration System for TerraSAR-X 800
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 400
Polyvinyl alcohol fibers 300
A Monograph of the Colubrid Snakes of the Genus Elaphe 300
An Annotated Checklist of Dinosaur Species by Continent 300
Hyperthermic peritoneal perfusion combined with anticancer chemotherapy as prophylactic treatment of peritoneal recurrence of gastric cancer 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 2345662
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2047694
关于积分的说明 5105962
捐赠科研通 1783140
什么是DOI,文献DOI怎么找? 890966
版权声明 556591
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 475344