Synergistic-effect of high Ni content and Na dopant towards developing a highly stable Li-Rich cathode in Li-ion batteries

阴极 材料科学 离子 兴奋剂 掺杂剂 化学工程 无机化学 化学 有机化学 物理化学 光电子学 工程类
作者
Murugan Vivekanantha,Arul Saravanan Raaju Sundhar,Prasant Kumar Nayak,Raju Prakash,K. Kamala Bharathi
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:444: 136503-136503 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.136503
摘要

Developing a stable layered Li-rich oxide (LLO) is of utmost importance to realize electric vehicles (EVs), which offer driving ranges similar to internal combustion engine. In this study, the Ni concentration in the transition metal (TM) layer of the LLOs is increased gradually from 13% to 32% and the synergistic effect of doping Na is systematically analyzed. X-ray refinement studies of Ni excess LLOs reveal that increasing Ni content and doping Na increases the “c” lattice parameter and reduces the cation mixing. Electrochemical analysis of Ni excess cathode in Li-ion cell confirms that increasing the Ni content suppresses the Li2MnO3 activation and the layered to spinel structural transition in LLOs. Ni excess cathode (32% Ni) showed > 99% capacity retention (at 0.2C) compared to 84% retention for the electrode with 13% Ni content. Increasing the Ni content in TM layer negatively affected the rate capability. Doping Na in Li layer further enhances the electrochemical properties of these Ni excess electrodes with improved rate capability. The Na doped Ni excess cathode (24% Ni) furnishes discharge capacities and energy densities of 180 mAhg−1 and 613 WhKg−1 compared to 154 mAhg−1 and 471 WhKg−1 of undoped cathode with 13% Ni. The pillaring effect of inactive Na suppress the voltage fading upon cycling; Na doped Ni excess cathode (24% Ni) retained 93% of its initial voltage after 200 cycles, which is ∼ 0.35 V higher than the 13% Ni counterpart. In full cell configuration, Na doped Ni excess (20% and 24% Ni) electrodes exhibit enhanced energy densities of ∼ 100 WhKg−1than the undoped electrode with 13% Ni.
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
蓝天发布了新的文献求助10
1秒前
一口袋的风完成签到,获得积分10
1秒前
非理性人群完成签到 ,获得积分10
3秒前
烟花应助aaaa采纳,获得10
4秒前
4秒前
英俊的铭应助白白采纳,获得10
5秒前
西西发布了新的文献求助10
5秒前
丰富曼青发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
小二郎应助Atropine采纳,获得10
10秒前
心灵美的修洁完成签到 ,获得积分0
10秒前
Eina发布了新的文献求助10
10秒前
keyan123发布了新的文献求助10
10秒前
此木完成签到,获得积分10
11秒前
tackhwa完成签到,获得积分20
11秒前
王泰一发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
kw87发布了新的文献求助10
13秒前
蓝天发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
tackhwa发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
希望天下0贩的0应助Eina采纳,获得10
19秒前
友好芷雪完成签到,获得积分20
19秒前
所所应助xwlXWL采纳,获得10
20秒前
20秒前
Atropine完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
yanseyibian发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
jennie发布了新的文献求助10
24秒前
Atropine发布了新的文献求助10
24秒前
zuoyou发布了新的文献求助10
25秒前
yan完成签到,获得积分10
26秒前
Nancy完成签到 ,获得积分10
28秒前
budd发布了新的文献求助30
28秒前
30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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
信任代码:AI 时代的传播重构 450
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 6357722
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8172278
关于积分的说明 17207451
捐赠科研通 5413235
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2864968
邀请新用户注册赠送积分活动 1842489
关于科研通互助平台的介绍 1690595