In situ multiscale probing of the synthesis of a Ni-rich layered oxide cathode reveals reaction heterogeneity driven by competing kinetic pathways

化学 阴极 透射电子显微镜 纳米孔 化学物理 氧化物 分解 纳米技术 相(物质) 热分解 热稳定性 动能 电子衍射 化学工程 衍射 材料科学 物理化学 量子力学 光学 物理 有机化学 工程类
作者
Hyeokjun Park,Hayoung Park,Kyung Song,Seok Hyun Song,Sungsu Kang,Kun‐Hee Ko,Donggun Eum,Yonggoon Jeon,Jihoon Kim,Won Mo Seong,Hyungsub Kim,Jungwon Park,Kisuk Kang
出处
期刊:Nature Chemistry [Nature Portfolio]
卷期号:14 (6): 614-622 被引量:201
标识
DOI:10.1038/s41557-022-00915-2
摘要

Nickel-rich layered oxides are envisaged as key near-future cathode materials for high-energy lithium-ion batteries. However, their practical application has been hindered by their inferior cycle stability, which originates from chemo-mechanical failures. Here we probe the solid-state synthesis of LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 in real time to better understand the structural and/or morphological changes during phase evolution. Multi-length-scale observations-using aberration-corrected transmission electron microscopy, in situ heating transmission electron microscopy and in situ X-ray diffraction-reveal that the overall synthesis is governed by the kinetic competition between the intrinsic thermal decomposition of the precursor at the core and the topotactic lithiation near the interface, which results in spatially heterogeneous intermediates. The thermal decomposition leads to the formation of intergranular voids and intragranular nanopores that are detrimental to cycling stability. Furthermore, we demonstrate that promoting topotactic lithiation during synthesis can mitigate the generation of defective structures and effectively suppress the chemo-mechanical failures.
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
Ava应助Z1采纳,获得10
刚刚
情怀应助Dai采纳,获得10
刚刚
科研通AI6.2应助Butterkao采纳,获得10
刚刚
1秒前
shary完成签到 ,获得积分10
1秒前
无花果应助tianxiao采纳,获得10
1秒前
2秒前
3秒前
思源应助memo采纳,获得10
3秒前
田様应助echo采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
外向的惜文完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
执着的觅波完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
今后应助bohuer采纳,获得10
6秒前
稳重紫蓝完成签到 ,获得积分10
7秒前
张糊糊发布了新的文献求助10
7秒前
田様应助犹豫的老师采纳,获得10
7秒前
SciGPT应助霸气的数据线采纳,获得10
8秒前
JamesPei应助钦钦采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
大旗应助123llyy采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
笑然发布了新的文献求助10
10秒前
洒脱完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
shimmer完成签到,获得积分10
12秒前
专注的飞烟完成签到,获得积分10
12秒前
Lqian_Yu完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
Ethan发布了新的文献求助10
13秒前
清音发布了新的文献求助10
13秒前
懦弱的棉花糖完成签到,获得积分10
14秒前
科研通AI6.2应助一YI采纳,获得30
14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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Concepts in the Brain 500
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
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 7719345
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9273024
关于积分的说明 20095473
捐赠科研通 7295346
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3299824
关于科研通互助平台的介绍 2453569
邀请新用户注册赠送积分活动 2307104