Impact of Microcrack Generation and Surface Degradation on a Nickel-Rich Layered Li[Ni0.9Co0.05Mn0.05]O2 Cathode for Lithium-Ion Batteries

非阻塞I/O 离子 材料科学 降级(电信) 锂(药物) 阴极 容量损失 电化学 电极 分析化学(期刊) 化学 冶金 电气工程 物理化学 催化作用 色谱法 有机化学 生物化学 内分泌学 工程类 医学
作者
H. Hohyun Sun,Arumugam Manthiram
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:29 (19): 8486-8493 被引量:435
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.7b03268
摘要

In this work, to address the growing demand for energy density, the Ni-rich layered [Ni<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Mn<sub>0.05</sub>]O<sub>2</sub> cathode has been synthesized and its electrochemical performance in lithium-ion cells has been benchmarked against a lower-Ni content Li[Ni<sub>0.6</sub>Co<sub>0.2</sub>Mn<sub>0.2</sub>]O<sub>2</sub> cathode. Li[Ni<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Mn<sub>0.05</sub>]O<sub>2</sub> delivers a high discharge capacity of 227 mA h g<sup>-1</sup> compared to a capacity of 189 mA h g<sup>-1</sup> for Li[Ni<sub>0.6</sub>Co<sub>0.2</sub>Mn<sub>0.2</sub>]O<sub>2</sub> when cycled up to a lower cutoff voltage of 4.3 V, making it an appealing candidate for electric vehicles. With an increase in the charge cutoff voltage to 4.5 V, Li[Ni<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Mn<sub>0.05</sub>]O<sub>2</sub> displays a capacity of 238 mA h g<sup>-1</sup> compared to a capacity of 208 mA h g<sup>-1</sup> for Li[Ni<sub>0.6</sub>Co<sub>0.2</sub>Mn<sub>0.2</sub>]O<sub>2</sub>. Although Li[Ni<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Mn<sub>0.05</sub>]O<sub>2</sub> suffers during cycling from the usual rapid capacity fade in a manner similar to that of LiNiO<sub>2</sub>, 87 and 81% of the initial capacity could still be retained after 100 cycles even after cycling to higher cutoff voltages of 4.3 and 4.5 V, respectively. A comparison of Li[Ni<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Mn<sub>0.05</sub>]O<sub>2</sub> and Li[Ni<sub>0.6</sub>Co<sub>0.2</sub>Mn<sub>0.2</sub>]O<sub>2</sub> reveals that the capacity fade of Li[Ni<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Mn<sub>0.05</sub>]O<sub>2</sub> originates largely from the anisotropic volume change and subsequent microcrack propagation in the bulk and NiO-like rock salt impurity phase formation on the particle surface, which are exacerbated at 4.5 V. Lastly, future work with appropriate doping and surface modification could improve further the performance of Li[Ni<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Mn<sub>0.05</sub>]O<sub>2</sub>.
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
whaoe关注了科研通微信公众号
1秒前
1秒前
ruirchen完成签到,获得积分10
2秒前
chang完成签到 ,获得积分10
3秒前
平头哥哥完成签到 ,获得积分10
3秒前
fzzf完成签到,获得积分10
4秒前
符驳完成签到,获得积分10
4秒前
小王子完成签到,获得积分10
4秒前
谦让的含海完成签到,获得积分10
5秒前
包子牛奶完成签到,获得积分10
6秒前
RR完成签到,获得积分10
7秒前
吨吨喝水完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Brian完成签到,获得积分10
8秒前
Zhaoyuemeng完成签到 ,获得积分10
10秒前
巴巴完成签到 ,获得积分10
10秒前
Xavier完成签到 ,获得积分10
11秒前
英姑应助PAIDAXXXX采纳,获得10
12秒前
磷钼酸奎琳完成签到,获得积分10
12秒前
vippp完成签到 ,获得积分10
13秒前
33499083发布了新的文献求助10
14秒前
qiqi完成签到,获得积分10
15秒前
张勇振完成签到,获得积分10
15秒前
tengzijing完成签到 ,获得积分10
17秒前
GankhuyagJavzan完成签到,获得积分10
17秒前
科研老兵完成签到,获得积分10
17秒前
尊敬的小土豆完成签到,获得积分10
18秒前
凤凰之玉完成签到 ,获得积分10
18秒前
33499083完成签到,获得积分20
19秒前
woodword完成签到,获得积分10
19秒前
邢yun完成签到 ,获得积分10
20秒前
素律完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
蓝韵完成签到,获得积分10
23秒前
陶醉的芷珊应助33499083采纳,获得10
23秒前
可爱的函函应助33499083采纳,获得10
23秒前
谢焯州完成签到,获得积分10
23秒前
自费上学又一天完成签到,获得积分10
24秒前
大胆的天荷完成签到 ,获得积分10
24秒前
Agion完成签到,获得积分10
24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
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
2026 Hospital Accreditation Standards 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6262843
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8084887
关于积分的说明 16891997
捐赠科研通 5333349
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2839003
邀请新用户注册赠送积分活动 1816435
关于科研通互助平台的介绍 1670192