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

化学 尖晶石 堆积 锂(药物) 氧化物 结构变化 相变 电化学 氧化钴 相(物质) 离子 阴极 结晶学 化学物理 降级(电信) 化学工程 纳米技术 过渡金属 格子(音乐) 氧气 析氧 氧化锂 自行车 锂钴氧化物 扫描电子显微镜 离子键合
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:4
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 LiCoO2 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 LiCoO2 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 LiCoO2. 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 LiCoO2 under high-voltage conditions, offering guidance for the development of more structurally robust LiCoO2 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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
英俊的铭应助Tian采纳,获得10
1秒前
隐形曼青应助波波采纳,获得10
1秒前
领导范儿应助sqz_df采纳,获得10
2秒前
美满又蓝发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
大模型应助Adzuki0812采纳,获得30
2秒前
3秒前
3秒前
Lucas应助笨笨的寻双采纳,获得10
3秒前
qianye发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
科研通AI6应助Pan采纳,获得10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
王逗逗发布了新的文献求助10
4秒前
彩色寒凡发布了新的文献求助10
5秒前
小滨完成签到 ,获得积分20
5秒前
ding完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI2S应助只只采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
舒适从菡发布了新的文献求助10
8秒前
香蕉觅云应助温柔的尔芙采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
DChen发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
miaomiao发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
LingYun发布了新的文献求助10
10秒前
秋刀鱼完成签到,获得积分10
10秒前
qianye完成签到,获得积分10
10秒前
王阳洋应助小鲤鱼在睡觉采纳,获得10
10秒前
10秒前
WHY发布了新的文献求助10
11秒前
FIZZ给FIZZ的求助进行了留言
11秒前
彩色寒凡完成签到,获得积分10
12秒前
Hello应助诸天真采纳,获得10
12秒前
12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 Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
The Complete Pro-Guide to the All-New Affinity Studio: The A-to-Z Master Manual: Master Vector, Pixel, & Layout Design: Advanced Techniques for Photo, Designer, and Publisher in the Unified Suite 1000
The International Law of the Sea (fourth edition) 800
Teacher Wellbeing: A Real Conversation for Teachers and Leaders 600
Synthesis and properties of compounds of the type A (III) B2 (VI) X4 (VI), A (III) B4 (V) X7 (VI), and A3 (III) B4 (V) X9 (VI) 500
Microbially Influenced Corrosion of Materials 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5404576
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4522954
关于积分的说明 14091850
捐赠科研通 4436730
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2435212
邀请新用户注册赠送积分活动 1427559
关于科研通互助平台的介绍 1405929