Perovskite Oxides Alleviate Microstrain and Anion Loss of Radially‐Aligned Ni‐Rich Ncm811 Cathodes under High‐Voltage Operations

阴极 材料科学 涂层 化学工程 图层(电子) 钙钛矿(结构) 氧气 离子 相(物质) 复合材料 化学 有机化学 物理化学 工程类
作者
Zhihong Wang,Wu Wei,Tao Zhang,Haifeng Yu,Chunzhong Li,Ling Chen,Hao Jiang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (4) 被引量:4
标识
DOI:10.1002/smll.202306160
摘要

Abstract The energy density of Ni‐rich cathodes is expected to be further unlocked by increasing the cut‐off voltage to above 4.3 V, which nevertheless come with significantly increased irreversible phase transition and abundant side reactions. In this study, the perovskite oxides enhanced radial‐aligned LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 (NCM811) cathodes are reported, in which the coherent‐growth La 2 [LiTM]O 4 clusters are evenly riveted into the crystals and the stable La x Ca 1− x [TM]O 3− x protective layer is concurrently formed on the surface. The reciprocal interactions greatly reduce the lattice strain during de‐/lithiation. Meantime, the abundant oxygen vacancies of the coating layer are proved to reversibly capture (state of charge) and re‐release (state of discharge) the oxygen radicals, fully avoiding their correlative side reactions. The resultant NCM811 displays negligible O 2 and CO 2 emissions when charging to 4.5 V as well as a thinner CEI film, therefore delivering a large capacity of 225 mAh g −1 at 0.1C in coin‐type half‐cells and a high retention of 88.3% after 1000 cycles at 1C in pouch‐type full‐cells within 2.7–4.5 V. The development of high‐voltage Ni‐rich cathodes exhibits a highly effective pathway to further increase their energy density.
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