Periodic Current Relaxation Mitigates Stress and Phase Instability in Single-Crystal Ni-Rich Cathodes

材料科学 不稳定性 放松(心理学) 凝聚态物理 压力(语言学) 阴极 相(物质) 应力松弛 电流(流体) 理论(学习稳定性) 工作(物理) 相变 电流密度
作者
Bingran Liu,Chong Luo,Ruixin Lv,Mingfang Yang,Xiaodong Zhang,Yuhang Zhang,Wenhao Sun,Lihan Zhang,Li Li,Feng Wu,Renjie Chen
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:20 (25): 18263-18273 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acsnano.6c03375
摘要

Single-crystal nickel-rich cathodes (SC-NCM) are leading candidates for next-generation high-energy-density lithium-ion batteries (LIBs) due to their structural integrity and thermal stability. However, their practical performance remains constrained by sluggish lithium-ion diffusion, internal stress accumulation, and phase instability under conventional constant-current cycling. Existing bulk or interfacial modification strategies often increase synthesis complexity and limit scalability. Here, we demonstrate that introducing periodic relaxation intervals into constant current, forming a pulse-current (PC) protocol, provides a simple and materials-independent approach to dynamically regulate Li + transport and structural evolution. Pulsed cycling homogenizes ion distribution, enhances insertion/extraction kinetics, and stabilizes critical phase transitions, resulting in a 10.6% increase in initial discharge capacity and improved capacity retention over 300 cycles. Structural characterizations reveal deeper and more reversible H1–M and H2–H3 phase transitions, suppress the formation of rock-salt phases, and reduce localized stress accumulation. Furthermore, this strategy proves robust across practical operating conditions, including low temperature (−20 °C), high voltage (4.6 V), and Ah-level pouch cells. This work uncovers the mechanistic coupling between electrochemical relaxation and structural stability, offering dynamic current modulation as a broadly applicable strategy for unlocking the intrinsic performance of nickel-rich cathodes without chemical modification.
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
Jasper的应助被科研通管家采纳,获得10
刚刚
汉堡包的应助被科研通管家采纳,获得10
刚刚
充电宝的应助被也行采纳,获得10
刚刚
Hello的应助被科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
zw完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
Thorin发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
cqnuly完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
大橙子完成签到 ,获得积分10
4秒前
李健的粉丝团团长的应助被wwp采纳,获得10
5秒前
爱吃香菜的小宁完成签到,获得积分10
5秒前
cocoa完成签到,获得积分10
5秒前
12138完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
独见晓焉发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
科研通AI6.4的应助被科研小白采纳,获得10
7秒前
9秒前
研友_LX295Z发布了新的文献求助10
9秒前
xxzz完成签到,获得积分10
9秒前
linda完成签到 ,获得积分10
10秒前
tjseilcy完成签到,获得积分10
11秒前
Hollen发布了新的文献求助10
12秒前
50完成签到 ,获得积分10
12秒前
14秒前
14秒前
14秒前
han完成签到,获得积分10
15秒前
隐形曼青的应助被不安夏青采纳,获得10
15秒前
缪甲烷完成签到,获得积分10
16秒前
18秒前
大个的应助被等待的熊猫采纳,获得10
19秒前
19秒前
科研的光完成签到,获得积分10
19秒前
Akim的应助被ryan采纳,获得10
20秒前
clamdown发布了新的文献求助10
20秒前
笑笑完成签到,获得积分10
21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
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Challenging Attachment Theory 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8138078
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9538853
关于积分的说明 21631959
捐赠科研通 7722078
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3420443
关于科研通互助平台的介绍 2545697
邀请新用户注册赠送积分活动 2462385