Long-Term Cycling of a Mn-Rich High-Voltage Spinel Cathode by Stabilizing the Surface with a Small Dose of Iron

尖晶石 阴极 电解质 材料科学 X射线光电子能谱 阳极 化学工程 电子能量损失谱 容量损失 电极 化学 纳米技术 透射电子显微镜 冶金 物理化学 工程类
作者
Feng Zou,Zehao Cui,Himamshu C. Nallan,John G. Ekerdt,Arumugam Manthiram
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:4 (11): 13297-13306 被引量:11
标识
DOI:10.1021/acsaem.1c02903
摘要

The high-voltage, cobalt-free spinel cathode LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) is receiving extensive attention for lithium-ion batteries due to its low cost, high operating voltage and energy density, superior power density, and good thermal stability. However, its high operating voltage hampers its stability with commercial electrolytes and makes its practical viability challenging. We present here a Mn-rich LNMO cathode to encourage the disordering of Mn and Ni in the lattice and the incorporation of a small dose of Fe into Mn-rich LNMO (Fe-LNMO) to improve the cycling stability. The introduction of Fe further increases the cation disorder between Mn and Ni, thus enabling a better rate capability. Electron energy loss spectroscopy analysis indicates that Fe is concentrated on the surface, and X-ray photoelectron spectroscopy analysis shows that Fe-LNMO alleviates the aggressive reaction between the cathode surface and the electrolyte, thus stabilizing the interface and cycle life. Furthermore, a full cell assembled with a graphite anode with an areal capacity of 3 mA h cm–2 displays a capacity retention of 90% over 300 cycles. The present work demonstrates an effective way to promote cation disordering and lower the surface reactivity of LNMO with the electrolyte, thereby enhancing the conductivity, stabilizing the cathode–electrolyte interphase, and making LNMO promising for practical 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
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
半颗橙子完成签到 ,获得积分10
3秒前
orixero应助尼可刹米洛贝林采纳,获得10
5秒前
wangyy65完成签到 ,获得积分10
10秒前
明理从露完成签到 ,获得积分10
14秒前
赵小胖完成签到,获得积分10
16秒前
奋斗的若云完成签到,获得积分10
17秒前
优雅含灵完成签到 ,获得积分10
18秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
21秒前
21秒前
ira完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
27秒前
zxd完成签到,获得积分10
28秒前
29秒前
黑粉头头完成签到,获得积分10
29秒前
独自受罪完成签到 ,获得积分10
30秒前
kk2024完成签到,获得积分10
31秒前
Cumin完成签到 ,获得积分10
32秒前
Versa完成签到,获得积分10
33秒前
方断秋完成签到,获得积分10
40秒前
DoctorLily完成签到 ,获得积分10
40秒前
桐桐应助尼可刹米洛贝林采纳,获得10
42秒前
44秒前
小张吃不胖完成签到 ,获得积分10
48秒前
sarace完成签到 ,获得积分10
49秒前
FUNG完成签到 ,获得积分10
52秒前
CipherSage应助悠悠采纳,获得10
59秒前
1分钟前
牙瓜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
MC123完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
乐观猕猴桃完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
肯德鸭完成签到,获得积分10
1分钟前
李爱国应助123采纳,获得10
1分钟前
悠悠发布了新的文献求助10
1分钟前
双眼皮跳蚤完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
共融服務學習指南 300
Essentials of Pharmacoeconomics: Health Economics and Outcomes Research 3rd Edition. by Karen Rascati 300
Peking Blues // Liao San 300
Political Ideologies Their Origins and Impact 13 edition 240
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3800994
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3346569
关于积分的说明 10329587
捐赠科研通 3063070
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1681341
邀请新用户注册赠送积分活动 807491
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 763726