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Building a Self‐Adaptive Protective Layer on Ni‐Rich Layered Cathodes to Enhance the Cycle Stability of Lithium‐Ion Batteries

材料科学 阴极 锂(药物) 离子 图层(电子) 纳米技术 化学工程 有机化学 电气工程 医学 化学 工程类 内分泌学
作者
Hua Yang,Ruimin Gao,Xu‐Dong Zhang,Jia‐Yan Liang,Xin‐Hai Meng,Zhuo‐Ya Lu,Feifei Cao,Huan Ye
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (38) 被引量:56
标识
DOI:10.1002/adma.202204835
摘要

Layered Ni-rich lithium transition metal oxides are promising battery cathodes due to their high specific capacity, but their poor cycling stability due to intergranular cracks in secondary particles restricts their practical applications. Surface engineering is an effective strategy for improving a cathode's cycling stability, but most reported surface coatings cannot adapt to the dynamic volume changes of cathodes. Herein, a self-adaptive polymer (polyrotaxane-co-poly(acrylic acid)) interfacial layer is built on LiNi0.6 Co0.2 Mn0.2 O2 . The polymer layer with a slide-ring structure exhibits high toughness and can withstand the stress caused by particle volume changes, which can prevent the cracking of particles. In addition, the slide-ring polymer acts as a physicochemical barrier that suppresses surface side reactions and alleviates the dissolution of transition metallic ions, which ensures stable cycling performance. Thus, the as-prepared cathode shows significantly improved long-term cycling stability in situations in which cracks may easily occur, especially under high-rate, high-voltage, and high-temperature conditions.
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