Origin of Phase Separation in Ni-Rich Layered Oxide Cathode Materials During Electrochemical Cycling

材料科学 纳米晶材料 相(物质) 化学物理 微晶 电化学 氧化物 插层(化学) 各向异性 结晶学 同步加速器 纳米技术 电极 化学 无机化学 光学 物理 物理化学 有机化学 冶金
作者
Sizhan Liu,Patrick J. West,Hui Zhong,Jianming Bai,Eli Stavitski,Denis Leshchev,Amy C. Marschilok,Esther S. Takeuchi,David C. Bock,Kenneth J. Takeuchi
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:35 (21): 8857-8871 被引量:29
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.3c00924
摘要

In intercalation materials, the kinetics and uniformity of mass transport across the nanocrystalline domains dictate the structural reversibility and transport capability at the macroscopic level. (De)intercalation-induced interlayer disintegrations exhibit anisotropic crystallite size change. Due to the anisotropic mass transport mechanism, separated phases are inherently crystallographically oriented. One such material is LiNi1–x–yMnxCoyO2, which plays a pivotal role in advanced Li-ion batteries but suffers from severe phase inhomogeneities under fast charge or electrochemical aging. Here, using operando synchrotron techniques, we probe the mechanistic origins of the compositional and orientational-dependent phase separations during the electrochemical cycling of LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2 by comprehensive analysis of both in-plane and out-of-plane reflections. In the H2/H3 phase regime, in-plane domain propagation occurs due to increased covalency despite the severe decay of interlayer crystallographic order, resulting in the change of crystalline domain shape from 3D spheres to two-dimensional nanosheets. The crystallographically selective XRD line splitting is linked to the geometry of the facets as mass transfers along the ab plane. This work provides mechanistic insights into crystallographic orientation-dependent phase inhomogeneity under fast charge and extended cycling.
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
Echo1128完成签到 ,获得积分10
1秒前
王也发布了新的文献求助30
1秒前
Hello应助禾伙人采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
令狐远航发布了新的文献求助10
2秒前
chua1212123完成签到,获得积分10
2秒前
li完成签到,获得积分20
3秒前
整齐的妙菱完成签到,获得积分10
3秒前
LIGHT发布了新的文献求助30
3秒前
朴实的青雪完成签到,获得积分10
3秒前
Hqing完成签到 ,获得积分10
3秒前
夏日的羊屁屁完成签到,获得积分10
4秒前
脑洞疼应助Moriarty采纳,获得10
4秒前
慕青应助rlan采纳,获得10
4秒前
qiaojiahou完成签到,获得积分10
5秒前
小小平完成签到,获得积分10
5秒前
鳗鱼不尤完成签到,获得积分10
5秒前
hahhh7完成签到,获得积分10
6秒前
美好的涵山完成签到,获得积分10
6秒前
ying完成签到,获得积分10
6秒前
长发飘飘发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
微jjk完成签到,获得积分10
7秒前
上马坡完成签到,获得积分10
7秒前
xdd发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
zzzy发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
低调123完成签到,获得积分10
9秒前
再学一分钟完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
科研通AI6.1应助夏春丽采纳,获得10
9秒前
zhshyhy完成签到,获得积分10
10秒前
王哈哈哈哈哈哈哈完成签到,获得积分10
10秒前
hfy完成签到,获得积分10
10秒前
zz发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
茶冻芭乐完成签到,获得积分10
11秒前
橙熟完成签到,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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
CLSI M100 Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing 36th edition 400
Cancer Targets: Novel Therapies and Emerging Research Directions (Part 1) 400
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 6362494
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8176257
关于积分的说明 17226680
捐赠科研通 5417220
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2866743
邀请新用户注册赠送积分活动 1843871
关于科研通互助平台的介绍 1691640