Identifying surface structural changes in layered Li-excess nickel manganese oxides in high voltage lithium ion batteries: A joint experimental and theoretical study

尖晶石 锂(药物) 材料科学 阴极 相(物质) 氧化锂 透射电子显微镜 分析化学(期刊) 氧化物 电子能量损失谱 扫描电子显微镜 离子 电池(电) 化学工程 电化学 电极 化学 纳米技术 磷酸钒锂电池 物理化学 冶金 复合材料 热力学 工程类 医学 功率(物理) 物理 有机化学 色谱法 内分泌学
作者
Bo Xu,Christopher R. Fell,Miaofang Chi,Ying Shirley Meng
出处
期刊:Energy and Environmental Science [Royal Society of Chemistry]
卷期号:4 (6): 2223-2223 被引量:823
标识
DOI:10.1039/c1ee01131f
摘要

High voltage cathode materials Li-excess layered oxide compounds Li[NixLi1/3−2x/3Mn2/3−x/3]O2 (0 < x < 1/2) are investigated in a joint study combining both computational and experimental methods. The bulk and surface structures of pristine and cycled samples of Li[Ni1/5Li1/5Mn3/5]O2 are characterized by synchrotron X-Ray diffraction together with aberration corrected Scanning Transmission Electron Microscopy (a-S/TEM). Electron Energy Loss Spectroscopy (EELS) is carried out to investigate the surface changes of the samples before/after electrochemical cycling. Combining first principles computational investigation with our experimental observations, a detailed lithium de-intercalation mechanism is proposed for this family of Li-excess layered oxides. The most striking characteristics in these high voltage high energy density cathode materials are 1) formation of tetrahedral lithium ions at voltage less than 4.45 V and 2) the transition metal (TM) ions migration leading to phase transformation on the surface of the materials. We show clear evidence of a new spinel-like solid phase formed on the surface of the electrode materials after high-voltage cycling. It is proposed that such surface phase transformation is one of the factors contributing to the first cycle irreversible capacity and the main reason for the intrinsic poor rate capability of these materials.
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
yiyi发布了新的文献求助30
1秒前
科研白白发布了新的文献求助10
1秒前
King16完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
s1kl发布了新的文献求助10
2秒前
我是老大应助Peng采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
11发布了新的文献求助10
4秒前
幸福广山发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
张宇完成签到,获得积分10
5秒前
时尚半仙发布了新的文献求助10
5秒前
2300755412完成签到,获得积分10
5秒前
小蛙发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
黄三思发布了新的文献求助10
7秒前
3874796649完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
谭宇华完成签到,获得积分10
8秒前
谨慎果汁发布了新的文献求助10
8秒前
Lucas应助冰淇淋采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
甜美的储完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
幸福广山完成签到,获得积分10
10秒前
cj完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
pp完成签到,获得积分20
10秒前
11秒前
机智戴夫发布了新的文献求助30
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
搜集达人应助牛牛采纳,获得10
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 anomeric effect 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 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 7731386
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9282527
关于积分的说明 20152166
捐赠科研通 7308731
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3303672
关于科研通互助平台的介绍 2456490
邀请新用户注册赠送积分活动 2312365