Significance of gallium doping for high Ni, low Co/Mn layered oxide cathode material

材料科学 氧化物 阴极 掺杂剂 电化学 相(物质) 兴奋剂 结构稳定性 化学工程 电极 冶金 光电子学 化学 物理化学 有机化学 工程类 结构工程
作者
Sidra Jamil,Yue Liang,Chunmei Li,Muhammad Fasehullah,Muhammad Aizaz Ud Din,Wenting Yang,Shu‐Juan Bao,Maowen Xu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:441: 135821-135821 被引量:45
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.135821
摘要

High Ni-low Co/Mn layered oxides are emerging as next-generation cathode materials, capable of providing high energy density at a reduced cost in lithium-ion batteries (LIBs). Conversely, the performance decay and structural degradation become more noticeable as the Ni content increases in high Ni cathodes due to the low content of Co and Mn that helps to stabilize the structure. To compensate for the loss of electrochemical performance, herein, we introduce gallium as a dopant to high-Ni, low Co/Mn layered oxide material. Gallium occupying TM site, partially occupies Li sites that enlarges the c-parameter and provides adequate Li/Ni antisite mixing, developing biphasic material that exhibits a well-ordered layered structure with a disordered layered phase on the surface and subsurface. Ga substitution significantly suppresses H2-H3 phase transition, and the disordered layered phase on the surface restrains the parasitic side reaction and enables robust electrochemical kinetics. Therefore, outstanding retention of 90.1% is achieved for NCMG-2 at 0.5C after 100 cycles under the voltage window of 2.7–4.3 V with excellent rate capability, compared to NCM with 68.5% retention. Ab-initio calculations also validate the structural stability, forming a robust oxygen network by the strong binding energy of Ga-O in Ni-rich layered structure. Hence, Ga doping preserved the structural and surficial integrity, which is a strategic approach to improving the electrochemical performance of high-Ni, low Co/Mn layered oxide material.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
caixiayin发布了新的文献求助10
刚刚
2333完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
2秒前
Owen应助雨纷纷采纳,获得10
3秒前
3秒前
WMT完成签到 ,获得积分10
3秒前
Smiling完成签到,获得积分10
4秒前
英俊的铭应助练大金采纳,获得10
4秒前
4秒前
认真勒完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
仙女蛋蛋打怪兽完成签到,获得积分10
5秒前
简单的烤鸡完成签到,获得积分10
5秒前
SYLH应助bodhi采纳,获得10
6秒前
大个应助左丘以云采纳,获得10
7秒前
7秒前
4u完成签到,获得积分10
7秒前
simon完成签到,获得积分10
7秒前
gayfall完成签到,获得积分10
7秒前
王帅坤发布了新的文献求助10
8秒前
科研狗发布了新的文献求助10
8秒前
HtheJ完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
123321完成签到,获得积分10
9秒前
李健的小迷弟应助1234采纳,获得10
9秒前
9秒前
adore完成签到,获得积分20
9秒前
英俊的铭应助甜美的雁开采纳,获得10
10秒前
AbMole_小智完成签到,获得积分10
10秒前
玥越发布了新的文献求助30
11秒前
Ava应助天地一沙鸥采纳,获得10
11秒前
6rkuttsmdt完成签到,获得积分10
11秒前
雪白的凡灵完成签到,获得积分10
12秒前
yangyijx完成签到,获得积分10
13秒前
牛马完成签到,获得积分10
14秒前
直球科研发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
HUA发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control, 2nd Edition 500
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3987267
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3529546
关于积分的说明 11245872
捐赠科研通 3268108
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1804089
邀请新用户注册赠送积分活动 881339
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 808653