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:23
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 LiNi<sub>$1–x–y$</sub>Mn<sub>$x$</sub>Co<sub>$y$</sub>O<sub>2</sub>, 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 LiNi<sub>0.8</sub>Mn<sub>0.1</sub>Co<sub>0.1</sub>O<sub>2</sub> 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. In conclusion, 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
Zjn-完成签到 ,获得积分10
刚刚
源孤律醒完成签到 ,获得积分10
3秒前
丘比特应助迷你的晓槐采纳,获得10
4秒前
大侠完成签到 ,获得积分10
4秒前
成长crs完成签到 ,获得积分10
12秒前
acceptedsxy完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
思源应助wodetaiyangLLL采纳,获得10
13秒前
枫威完成签到 ,获得积分10
14秒前
胖胖完成签到 ,获得积分0
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
想发一篇贾克斯完成签到,获得积分10
15秒前
laber举报嗯嗯求助涉嫌违规
15秒前
17835152738完成签到,获得积分10
16秒前
wjw发布了新的文献求助10
17秒前
文静丹寒完成签到 ,获得积分10
18秒前
沉静亦寒完成签到,获得积分10
18秒前
sube完成签到 ,获得积分10
19秒前
王彦林应助思之若琴采纳,获得10
20秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
我口中说的永远完成签到 ,获得积分10
24秒前
小蛇完成签到,获得积分10
25秒前
Suzy完成签到 ,获得积分10
28秒前
xmqaq完成签到,获得积分10
29秒前
昏睡的静丹完成签到,获得积分10
29秒前
30秒前
31秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
32秒前
34秒前
蚂蚁牙黑完成签到,获得积分10
34秒前
John完成签到 ,获得积分10
36秒前
36秒前
含光完成签到,获得积分10
39秒前
蚂蚁牙黑发布了新的文献求助10
40秒前
南风完成签到,获得积分10
40秒前
ycy完成签到 ,获得积分10
41秒前
如星完成签到 ,获得积分10
42秒前
希望天下0贩的0应助wjw采纳,获得10
43秒前
whitepiece完成签到,获得积分10
46秒前
积极的千雁完成签到,获得积分10
47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
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
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 6051347
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7859369
关于积分的说明 16267666
捐赠科研通 5196401
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2780606
邀请新用户注册赠送积分活动 1763550
关于科研通互助平台的介绍 1645569