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]
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
科研通AI6.3应助hcf20230826采纳,获得10
2秒前
xiaowangwang完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
7秒前
坦率海秋发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
科研通AI6.2应助albert666采纳,获得10
8秒前
善学以致用应助bingsci采纳,获得10
9秒前
10秒前
11秒前
梅子完成签到 ,获得积分10
11秒前
思源应助flymove采纳,获得10
12秒前
liu11发布了新的文献求助10
12秒前
丸子发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
艾路发布了新的文献求助10
14秒前
奇思妙想安德鲁完成签到,获得积分10
15秒前
情怀应助道为采纳,获得10
16秒前
16秒前
阳光尔竹完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
YuXY发布了新的文献求助10
19秒前
66完成签到,获得积分10
20秒前
土拨鼠完成签到 ,获得积分0
20秒前
乐观的惜珊完成签到,获得积分10
21秒前
CEN完成签到,获得积分10
22秒前
糟糕的雁菱完成签到 ,获得积分10
24秒前
24秒前
hmy完成签到,获得积分10
24秒前
ding应助cxy采纳,获得10
24秒前
哈哈镜阿姐完成签到,获得积分20
24秒前
25秒前
25秒前
25秒前
28秒前
snubdisphenoid应助风清扬采纳,获得10
30秒前
wanci应助愚林2024采纳,获得30
30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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6029564
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7700770
关于积分的说明 16190586
捐赠科研通 5176724
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2770204
邀请新用户注册赠送积分活动 1753598
关于科研通互助平台的介绍 1639265