Surface Structure Evolution and its Impact on the Electrochemical Performances of Aqueous‐Processed High‐Voltage Spinel LiNi0.5Mn1.5O4 Cathodes in Lithium‐Ion Batteries

材料科学 尖晶石 电化学 水溶液 阴极 相(物质) 锂(药物) 电解质 化学工程 扩散 无机化学 冶金 热力学 物理化学 电极 物理 工程类 内分泌学 有机化学 化学 医学
作者
Jiarong He,Georgian Melinte,Mariyam Susana Dewi Darma,Weibo Hua,Chittaranjan Das,Alexander Schökel,Martin Etter,Anna‐Lena Hansen,Liuda Mereacre,Udo Geckle,Thomas Bergfeldt,Zhipeng Sun,Michael Knapp,Helmut Ehrenberg,Julia Maibach
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (46) 被引量:39
标识
DOI:10.1002/adfm.202207937
摘要

Abstract LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 (LNMO) is a promising cathode in lithium‐ion batteries (LIBs) due to its high operating voltage and open Li + diffusion framework. However, the instability of the electrode–electrolyte interface and the negative environmental impact of electrode fabrication processes limit its practical application. Therefore, switching electrode processing conditions to aqueous and understanding the accompanying surface structural evolution are imperative. Here, water‐treated, poly(acrylic acid) (PAA)‐treated, and H 3 PO 4 ‐treated LNMO, labeled as W‐LNMO, A‐LNMO, and H‐LNMO, are studied systematically. W‐LNMO shows a high concentration of Mn 3+ induced by Li loss while a conformal PAA layer formed on A‐LNMO reduces this phenomenon. H‐LNMO displays a second MnPO 4 ∙H 2 O phase. Upon cycling, a fast capacity decay is observed in W‐LNMO while an extra plateau at ≈2.7 V appears in the initial charging, corresponding to a two‐phase transition. A surface reconstruction layer from a spinel to a rock‐salt phase with a reductive Mn 2+ segregation is observed in W‐LNMO after 105 cycles. The PAA layer persists on A‐LNMO and alleviates the capacity decay. H‐LNMO delivers a relatively low capacity due to the formation of a MnPO 4 ∙H 2 O phase. This study provides new insights into manipulating the surface chemistry of LNMO cathodes to enable aqueous, large‐scale processingin LIBs.
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
heisa发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
MOMO发布了新的文献求助10
1秒前
朴素雪兰发布了新的文献求助20
1秒前
Oswin发布了新的文献求助10
2秒前
美满的海露完成签到,获得积分10
2秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得30
4秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
柏柏应助科研通管家采纳,获得40
5秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
猪宝pupu应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得20
5秒前
5秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
arniu2008应助科研通管家采纳,获得20
6秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Jeux发布了新的文献求助10
6秒前
杨茗涵完成签到,获得积分10
7秒前
从容莫茗完成签到,获得积分10
7秒前
慕青应助害羞香菇采纳,获得10
7秒前
vicky完成签到,获得积分10
8秒前
dawang完成签到,获得积分10
8秒前
诚心香菇应助安静嚣采纳,获得10
9秒前
隐形曼青应助爱拌混凝土采纳,获得10
9秒前
酷波er应助友好赛凤采纳,获得10
9秒前
zhw发布了新的文献求助10
9秒前
11秒前
12秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
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 7262514
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8883811
关于积分的说明 18774847
捐赠科研通 6941578
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3202490
关于科研通互助平台的介绍 2375655
邀请新用户注册赠送积分活动 2178242