Reducing Voltage Hysteresis in Li-Rich Sulfide Cathodes by Incorporation of Mn

氧化还原 插层(化学) 硫化物 阴极 磁滞 公式单位 离子 材料科学 惰性 无机化学 结晶学 化学 冶金 凝聚态物理 晶体结构 物理化学 物理 有机化学
作者
Xiaotong Li,Seong Shik Kim,Michelle D. Qian,Eshaan S. Patheria,Jessica L. Andrews,Colin T. Morrell,Brent C. Melot,Kimberly A. See
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:36 (11): 5687-5697 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.4c00736
摘要

Conventional intercalation-based cathode materials in Li-ion batteries are based on charge compensation of the redox-active cation and can only intercalate one mole of electron per formula unit. Anion redox, which employs the anion sublattice to compensate charge, is a promising way to achieve multielectron cathode materials. Most anion redox materials still face the problems of slow kinetics and large voltage hysteresis. One potential solution to reduce voltage hysteresis is to increase the covalency of the metal–ligand bonds. By substituting Mn into the electrochemically inert Li1.33Ti0.67S2 (Li2TiS3), anion redox can be activated in the Li1.33–2y/3Ti0.67–y/3MnyS2 (y = 0–0.5) series. Not only do we observe substantial anion redox, but the voltage hysteresis is significantly reduced, and the rate capability is dramatically enhanced. The y = 0.3 phase exhibits excellent rate and cycling performance, maintaining 90% of the C/10 capacity at 1C, which indicates fast kinetics for anion redox. X-ray absorption spectroscopy (XAS) shows that both the cation and anion redox processes contribute to the charge compensation. We attribute the drop in hysteresis and increase in rate performance to the increased covalency between the metal and the anion. Electrochemical signatures suggest the anion redox mechanism resembles holes on the anion, but the S K-edge XAS data confirm persulfide formation. The mechanism of anion redox shows that forming persulfides can be a low hysteresis, high rate capability mechanism enabled by the appropriate metal–ligand covalency. This work provides insights into how to design cathode materials with anion redox to achieve fast kinetics and low voltage hysteresis.
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
馥芮白完成签到,获得积分10
1秒前
wugang完成签到 ,获得积分10
1秒前
凶狠的乐巧完成签到,获得积分10
2秒前
吉吉国王完成签到 ,获得积分10
2秒前
仁爱水之完成签到 ,获得积分10
2秒前
帅气西牛发布了新的文献求助10
2秒前
还单身的雅琴完成签到,获得积分10
3秒前
曾无忧完成签到,获得积分10
4秒前
COCA完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
小蜜蜂123完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
爱学习的XK完成签到 ,获得积分10
10秒前
帅气西牛完成签到,获得积分10
11秒前
guositing完成签到,获得积分10
13秒前
汉堡包应助LC采纳,获得10
13秒前
土土完成签到,获得积分10
13秒前
沐青发布了新的文献求助10
13秒前
研友_IEEE快到碗里来完成签到,获得积分10
14秒前
小蘑菇完成签到,获得积分10
14秒前
ty完成签到,获得积分10
14秒前
含含发布了新的文献求助10
14秒前
ZZJ完成签到,获得积分10
15秒前
离大谱完成签到,获得积分10
15秒前
清清泉水完成签到 ,获得积分10
15秒前
迅速的大山完成签到 ,获得积分10
16秒前
Orange应助LZ采纳,获得10
16秒前
搬砖人完成签到,获得积分10
17秒前
冷静1等待完成签到 ,获得积分10
20秒前
勤劳太阳完成签到,获得积分10
20秒前
甜瓜瓜完成签到,获得积分10
21秒前
U2完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
文献打人完成签到,获得积分10
25秒前
小猴子完成签到 ,获得积分10
26秒前
大莹莹完成签到,获得积分10
26秒前
贺安完成签到 ,获得积分10
27秒前
高高难胜完成签到,获得积分10
27秒前
紫婧完成签到,获得积分10
28秒前
29秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7550383
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9133170
关于积分的说明 19513944
捐赠科研通 7142487
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3260061
关于科研通互助平台的介绍 2426762
邀请新用户注册赠送积分活动 2249010