π-type orbital hybridization and reactive oxygen quenching induced by Se-doping for Li-rich Mn-based oxide cathode

阴极 电解质 材料科学 氧化物 电负性 化学物理 氧气 溶解 密度泛函理论 分析化学(期刊) 化学工程 电极 纳米技术 物理化学 化学 计算化学 工程类 有机化学 冶金 色谱法
作者
Jun Chen,Hongyi Chen,Wentao Deng,Xu Gao,Shouyi Yin,Yu Mei,Shu Zhang,Lianshan Ni,Jinqiang Gao,Huanqing Liu,Ye Tian,Li Yang,Xinglan Deng,Guoqiang Zou,Hongshuai Hou,Jingying Xie,Xiaobo Ji
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:51: 671-682 被引量:52
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2022.06.004
摘要

Li-rich Mn-based oxide cathodes for next generation high-energy-density batteries are unprecedentedly enticing; however, its implementation has been largely plagued by capacity fading and potential decline, mainly associated with the irreversible lattice oxygen redox and structure rearrangements. Hereby, electrochemically stable Li-rich Mn-based oxide cathode is successfully designed by manipulating molecular polarity within host structure through the introduction of Se. Notably, the restructured electronic distribution around lattice oxygen is aroused from weak electronegativity of Se in the bulk. It is beneficial for enhancing the π-type orbital hybridization between O 2p and Mn 3d(t2g) due to the lowered energy level of O 2p states, resulting in the mitigation of lattice oxygen loss, which is strongly validated by ex-situ soft/hard X-ray absorption spectroscopy coupled with density functional theory calculations. Concomitantly, reactive oxygen species is deactivated with anti-aging effects in the primary/second particle sub-surface, considerably suppressing the SN2 attack related to electrolyte decomposition and subsequent transition metals dissolution to render a well-knit cathode electrolyte interface, intensively verified by time-off light secondary-ion mass spectrometry. Greatly, the as-designed Se-LRM delivers excellent long cycling stability after 400 loops with only a 0.029% capacity fading and 1.37 mV potential decline per cycle. Given this, this elaborate work might inaugurate a potential avenue for rationally tuning the structure/interface evolution towards advanced electrodes in lithium-ion batteries.
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
烂漫的诗蕊完成签到,获得积分10
1秒前
6秒前
东都哈士奇完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
整齐成仁完成签到,获得积分10
6秒前
害羞的墨镜完成签到,获得积分10
7秒前
Paris7k完成签到 ,获得积分10
8秒前
Sylvia_J完成签到 ,获得积分10
8秒前
wzk完成签到,获得积分10
11秒前
慧子发布了新的文献求助10
11秒前
欧克发布了新的文献求助10
12秒前
渔渔完成签到 ,获得积分10
12秒前
LaixS完成签到,获得积分10
13秒前
hj完成签到,获得积分10
13秒前
小水蜜桃完成签到 ,获得积分10
13秒前
gloval完成签到,获得积分10
14秒前
要笑cc完成签到,获得积分0
15秒前
村口的帅老头完成签到 ,获得积分10
17秒前
宣宣宣0733完成签到,获得积分0
17秒前
st完成签到 ,获得积分10
17秒前
胡质斌完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
风中的蛋卷完成签到 ,获得积分10
21秒前
灼灼朗朗完成签到,获得积分10
24秒前
Criminology34应助三星导弹船采纳,获得10
25秒前
科研民工打工中完成签到,获得积分10
27秒前
29秒前
Richard完成签到 ,获得积分10
30秒前
科研通AI6.2应助慧子采纳,获得10
32秒前
tt完成签到,获得积分10
34秒前
元气弹完成签到 ,获得积分10
34秒前
wulin314完成签到,获得积分20
35秒前
灯火阑珊完成签到 ,获得积分10
36秒前
HHB完成签到,获得积分10
38秒前
叶子完成签到 ,获得积分10
38秒前
39秒前
41秒前
lnb666777888完成签到 ,获得积分10
42秒前
杨杨杨完成签到 ,获得积分10
44秒前
伶俐书蝶完成签到 ,获得积分10
45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
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7778444
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9318783
关于积分的说明 20366209
捐赠科研通 7365553
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3319210
关于科研通互助平台的介绍 2467170
邀请新用户注册赠送积分活动 2334659