Failure Mechanisms of High-Voltage Spinel LiNi0.5Mn1.5O4 with Different Morphologies: Effect of Self-Regulation by Lithium Benzimidazole Salt Additive

尖晶石 电化学 材料科学 化学工程 锂(药物) 无机化学 电极 化学 物理化学 冶金 医学 工程类 内分泌学
作者
Chusnul Khotimah,Fu‐Ming Wang,Margret Wohlfahrt‐Mehrens,Jeng‐Kuei Chang,Jeng‐Yu Lin,Chia‐Chin Chang,Rio Akbar Yuwono,Sylvia Ayu Pradanawati,Nan‐Hung Yeh,Chun‐Chuan Hsu,Lester Tiong,Jeng‐Lung Chen,Shu‐Chih Haw,Chih‐Wen Pao,Chi‐Liang Chen,Jyh‐Fu Lee,Ting‐Shan Chan,Hwo‐Shuenn Sheu,Jin‐Ming Chen,Alagar Ramar
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:11 (11): 4374-4388 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.2c06845
摘要

High voltage (∼5 V) spinel LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) has attracted great attention because of its ultrahigh voltage plateau, which can be used as a cathode to reduce pressure in battery management systems. Moreover, compared with layered LiNxMyCzO2 materials, LNMO only requires little amounts of Ni, is cobalt-free for maintaining energy density, is inexpensive, and is lightweight. This study demonstrates two types of primary particles with different morphologies: rectangular and pentahedral. The pentahedron-shaped LNMO has lower surface energy owing to the formation of high valence Ni on the surface, thereby causing gas evolution and a loss in cycle retention, a direct Ni2+/Ni4+ reaction. Conversely, rectangular-shaped LNMO with higher Mn3+ content exhibits a stable electrochemical reaction, which provides a higher surface energy that prevents ethylene carbonate (EC) decomposition on the surface, and thereby, excellent performance is obtained, a parallel reaction of Mn3+/ Mn4+ and Ni2+/ Ni3+. By adding a lithium salt additive, trifluoromethyl benzimidazole (LiTFB), a self-regulation of Ni and Mn ion valences leads to a key reaction on both pentahedral (surface disordering effect) and rectangular (preventing Jahn–Teller distortion effect) LNMO morphologies. The two-electron transfer in the reactions of Ni2+/3+ and Mn3+/4+ of LiTFB-modified LNMOs provides excellent electrochemical performance for further high-energy 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
song发布了新的文献求助10
刚刚
兴奋的发卡完成签到 ,获得积分10
1秒前
自觉翠安应助qiuxiali123采纳,获得10
1秒前
3秒前
hezhuyou完成签到,获得积分20
3秒前
飞乐扣完成签到 ,获得积分10
3秒前
buno应助屈昭阳采纳,获得10
3秒前
优美的觅珍完成签到,获得积分20
3秒前
冯佳祥发布了新的文献求助10
3秒前
aa发布了新的文献求助10
3秒前
852应助一只肥牛采纳,获得10
4秒前
lewis17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
伯赏夜南发布了新的文献求助10
4秒前
orixero应助Niuniu采纳,获得10
4秒前
雪雪子完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
胖狗完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
7秒前
Owen应助edtaa采纳,获得10
7秒前
万能图书馆应助orange采纳,获得10
8秒前
Yu完成签到,获得积分10
8秒前
221发布了新的文献求助10
9秒前
znn发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
maq完成签到,获得积分10
9秒前
刚国忠发布了新的文献求助10
9秒前
zzz完成签到,获得积分10
10秒前
霸气的忆丹完成签到,获得积分10
10秒前
韩麒嘉发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
bingyv发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
反之完成签到,获得积分10
11秒前
小圆不圆完成签到,获得积分10
12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
Basic And Clinical Science Course 2025-2026 3000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
Pharmacology for Chemists: Drug Discovery in Context 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 5608504
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4693127
关于积分的说明 14876947
捐赠科研通 4717761
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2544250
邀请新用户注册赠送积分活动 1509316
关于科研通互助平台的介绍 1472836