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
3秒前
邓佳鑫Alan应助CTH采纳,获得10
3秒前
敏er好学发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
巫马尔槐发布了新的文献求助10
6秒前
黑米粥给黑米粥的求助进行了留言
7秒前
昨夜書发布了新的文献求助10
8秒前
刘凯发布了新的文献求助10
9秒前
ddd发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
11秒前
情怀应助VitoLi采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
乐乐应助李建行采纳,获得10
13秒前
顾矜应助蓝天采纳,获得30
14秒前
14秒前
15秒前
福尔摩琪完成签到,获得积分10
15秒前
fann发布了新的文献求助10
16秒前
武安发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
科研通AI2S应助DURIAN采纳,获得10
18秒前
18秒前
二二完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
学术小天才完成签到 ,获得积分10
22秒前
mildJYY完成签到,获得积分10
22秒前
GD88发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
秋风细细雨完成签到,获得积分10
23秒前
小小发布了新的文献求助10
23秒前
lff完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
雷大帅发布了新的文献求助10
26秒前
VitoLi发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
28秒前
29秒前
GD88发布了新的文献求助20
29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
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
A Social and Cultural History of the Hellenistic World 500
Chemistry and Physics of Carbon Volume 15 500
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 6397542
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8212928
关于积分的说明 17401464
捐赠科研通 5450944
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2881170
邀请新用户注册赠送积分活动 1857682
关于科研通互助平台的介绍 1699724