Unraveling Atomic-Level Mechanisms of Structural Transitions in Lithium Cobalt Oxide under High-Voltage Conditions

化学 尖晶石 锂(药物) 原子单位 氧化物 相变 电化学 氧化钴 相(物质) 电压 离子 阴极 化学物理 纳米技术 电极 材料科学 无机化学 凝聚态物理 冶金 物理化学 电气工程 内分泌学 有机化学 物理 医学 工程类 量子力学
作者
Weiguang Lin,Wei Su,Ting Lin,Qiu Fang,Shiyu Wang,Jing Chen,Y.‐L. He,Dongxiao Wang,Dongdong Xiao,Yingchun Lyu,Qinghua Zhang,Dong Su,Lin Gu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (19): 16038-16046 被引量:25
标识
DOI:10.1021/jacs.4c17362
摘要

High-voltage cycling of layered cathode materials in lithium-ion batteries presents challenges related to structural instability. Deciphering atomic-scale structural degradation mechanisms is essential for improving their electrochemical performance at high voltages. This study utilized advanced electron microscopy and principal component analysis to detect subtle spinel-like structure induced by the migration of cobalt atoms within LiCoO 2 subjected to high-voltage cycling at charge voltages of 4.6 and 4.8 V. The formation of the spinel-like configuration was accompanied by the emergence of a densified O1 phase beneath thin spinel-like layer on the (003) facets during charging, along with an intriguing local O3- to P3-type oxygen stacking transition observed in LiCoO 2 charged to 4.8 V. Upon discharge, an enlarged and defective spinel phase preferentially formed on the non-(003) facets, and the migrated cobalt atoms cannot fully return to their original lattice sites, leading to the irreversible structural changes in LiCoO 2 . Long-term cycling revealed that the initial extended spinel phase underwent voltage-dependent evolution pathways, which contributed to accelerated capacity fading observed at the cutoff voltage of 4.8 V. Our findings provide new insights into the atomic-level structural transitions in LiCoO 2 under high-voltage conditions, offering guidance for the development of more structurally robust LiCoO 2 for high-voltage applications.
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
刚刚
刚刚
自觉的亦竹完成签到,获得积分10
1秒前
ok123完成签到 ,获得积分0
1秒前
1秒前
kingwhitewing完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI6.4应助szh123采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
淮海路小佩奇完成签到,获得积分10
2秒前
隐形采萱完成签到,获得积分10
2秒前
晚风完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
arsinagarcc发布了新的文献求助30
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
多发论文早毕业完成签到,获得积分10
3秒前
Jasper应助南宫代萱采纳,获得10
3秒前
_u_ii完成签到,获得积分10
3秒前
whuhustwit发布了新的文献求助10
4秒前
淡然老太完成签到,获得积分10
4秒前
闵凝竹发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6.2应助likes采纳,获得10
4秒前
天天快乐应助Yy采纳,获得10
4秒前
科研通AI6.4应助likes采纳,获得10
4秒前
华仔应助likes采纳,获得10
5秒前
Carbon_R发布了新的文献求助10
5秒前
万能图书馆应助likes采纳,获得10
5秒前
天天快乐应助likes采纳,获得10
5秒前
1111完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
QQ完成签到,获得积分10
5秒前
yuyu完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
zhouyin2发布了新的文献求助10
6秒前
科研通AI6.4应助likes采纳,获得10
6秒前
6秒前
田様应助likes采纳,获得10
6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
The anomeric effect 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders: Interdisciplinary Perspectives 750
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
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 7732976
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9283831
关于积分的说明 20160690
捐赠科研通 7310716
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3304195
关于科研通互助平台的介绍 2457076
邀请新用户注册赠送积分活动 2313424