A bimetal strategy for suppressing oxygen release of 4.6V high-voltage single-crystal high-nickel cathode

材料科学 阴极 氧气 电解质 氧化物 电化学 溶解 化学物理 化学工程 分析化学(期刊) 电极 冶金 物理化学 有机化学 化学 工程类 色谱法
作者
Jinsai Tian,Guan Wang,Weihao Zeng,Jiawei Zhu,Weixi Tian,Shaojie Zhang,Yixin Zhang,Junjun Wang,Quan Li,Hongyu Zhao,Changhao Li,Xiangyu Li,Lei Chen,Shichun Mu
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier]
卷期号:68: 103344-103344 被引量:45
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2024.103344
摘要

High-voltage cathode materials, such as single-crystal high-nickel layered oxide materials, are a necessary condition for achieving high energy density lithium-ion batteries, but they have to be accompanied by the structural instability and irreversible release of lattice oxygen during operation, posing serious safety hazards. Here, to solve the lattice oxygen release issue of single-crystal high-nickel cathode, we propose an improved strategy for overall cathode by synchronously addressing interface and lattice instability, ensuring stable operation at a high voltage up to 4.6 V. By Al-doping, in the bulk phase, we intensify the charge transfer between transition metals and oxygen, and the columnar effect caused by doped atoms effectively alleviates internal strain, thereby significantly limiting lattice shrinkage and then suppressing oxygen release. On the other hand, the protective layer of LiNbO3 as the fast ion conductor formed at the cathode interface suppresses parasitic reactions and hinders lattice oxygen loss caused by dissolution of transition metals. Therefore, after 200 cycles at a cut-off voltage of 4.6 V, our cathode material still maintains a capacity retention rate of 89.1%. Density functional theory (DFT) calculations predict the effective suppression of oxygen release for the modified cathode materials, which has been further confirmed by differential electrochemical mass spectrometry (DEMS) tests. This work provides a new perspective for solving the problem of oxygen release under high cut-off voltage conditions for single crystal high nickel cathode.
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
刚刚
sihongyi完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
深深完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Hanif5329完成签到,获得积分10
2秒前
Wang完成签到,获得积分20
2秒前
在水一方应助ximi采纳,获得10
2秒前
瑶瑶酱完成签到,获得积分10
2秒前
Nil完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
Pluminata发布了新的文献求助10
4秒前
可爱的函函应助雷雷采纳,获得10
4秒前
CRANE发布了新的文献求助10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
tangyuan发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6应助现代宛丝采纳,获得10
5秒前
王可发布了新的文献求助10
5秒前
WEILAI完成签到 ,获得积分10
5秒前
大漂亮发布了新的文献求助10
5秒前
andy发布了新的文献求助10
7秒前
清浅发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
hhhyyyy完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
Goyounjung发布了新的文献求助10
8秒前
紫瓜发布了新的文献求助30
8秒前
8秒前
坚定的草丛完成签到,获得积分10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
wanci应助HonneursW采纳,获得10
10秒前
顾矜应助copper采纳,获得10
10秒前
一颗糖完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
素简发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
1+1发布了新的文献求助10
13秒前
123456发布了新的文献求助20
13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
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Exploring Nostalgia 500
Natural Product Extraction: Principles and Applications 500
Exosomes Pipeline Insight, 2025 500
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 500
Advanced Memory Technology: Functional Materials and Devices 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5667453
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4885755
关于积分的说明 15120132
捐赠科研通 4826235
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2583865
邀请新用户注册赠送积分活动 1537959
关于科研通互助平台的介绍 1496082