Enhancing thermodynamic stability of single-crystal Ni-rich cathode material via a synergistic dual-substitution strategy

阴极 材料科学 热稳定性 化学工程 价(化学) 结构稳定性 兴奋剂 纳米技术 化学 光电子学 有机化学 物理化学 结构工程 工程类
作者
Jixue Shen,Hui Li,Haoyu Qi,Zhan Lin,Zeheng Li,Chuanbo Zheng,Weitong Du,Hao Chen,Shanqing Zhang
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier]
卷期号:88: 428-436 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2023.09.038
摘要

Nickel (Ni)-rich cathode materials have become promising candidates for the next-generation electrical vehicles due to their high specific capacity. However, the poor thermodynamic stability (including cyclic performance and safety performance or thermal stability) will restrain their wide commercial application. Herein, a single-crystal Ni-rich LiNi0.83Co0.12Mn0.05O2 cathode material is synthesized and modified by a dual-substitution strategy in which the high-valence doping element improves the structural stability by forming strong metal–oxygen binding forces, while the low-valence doping element eliminates high Li+/Ni2+ mixing. As a result, this synergistic dual substitution can effectively suppress H2-H3 phase transition and generation of microcracks, thereby ultimately improving the thermodynamic stability of Ni-rich cathode material. Notably, the dual-doped Ni-rich cathode delivers an extremely high capacity retention of 81% after 250 cycles (vs. Li/Li+) in coin-type half cells and 87% after 1000 cycles (vs. graphite/Li+) in pouch-type full cells at a high temperature of 55 °C. More impressively, the dual-doped sample exhibits excellent thermal stability, which demonstrates a higher thermal runaway temperature and a lower calorific value. The synergetic effects of this dual-substitution strategy pave a new pathway for addressing the critical challenges of Ni-rich cathode at high temperatures, which will significantly advance the high-energy-density and high-safety cathodes to the subsequent commercialization.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
haralee完成签到 ,获得积分10
7秒前
WangJL完成签到 ,获得积分10
11秒前
jyy完成签到,获得积分10
19秒前
luobote完成签到 ,获得积分10
40秒前
玉鱼儿完成签到 ,获得积分10
44秒前
lapin完成签到,获得积分10
46秒前
六一儿童节完成签到 ,获得积分0
50秒前
yaomax完成签到 ,获得积分10
54秒前
btcat完成签到,获得积分0
57秒前
航行天下完成签到 ,获得积分10
58秒前
暖羊羊Y完成签到 ,获得积分10
1分钟前
拓小八完成签到,获得积分0
1分钟前
滴滴完成签到 ,获得积分10
1分钟前
27完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
缓慢的灵枫完成签到 ,获得积分10
1分钟前
沉舟完成签到 ,获得积分10
1分钟前
可爱可愁完成签到,获得积分10
1分钟前
shawn完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Skywalk满天星完成签到,获得积分10
2分钟前
小石榴的爸爸完成签到 ,获得积分10
2分钟前
dlzheng完成签到 ,获得积分10
2分钟前
小石榴爸爸完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Huangy000完成签到,获得积分10
2分钟前
娟娟SCI完成签到 ,获得积分10
2分钟前
猪仔5号完成签到 ,获得积分0
2分钟前
缥缈的闭月完成签到,获得积分10
2分钟前
希望天下0贩的0应助Wang采纳,获得10
2分钟前
碗碗豆喵完成签到 ,获得积分10
2分钟前
徐团伟完成签到 ,获得积分10
2分钟前
小young完成签到 ,获得积分0
2分钟前
绵羊座鸭梨完成签到 ,获得积分10
2分钟前
yy103完成签到 ,获得积分10
2分钟前
G1997完成签到 ,获得积分10
3分钟前
爱我不上火完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Arctic完成签到 ,获得积分10
3分钟前
周周南完成签到 ,获得积分10
3分钟前
gincle完成签到 ,获得积分10
3分钟前
简爱完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
Theories in Second Language Acquisition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5568323
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4652828
关于积分的说明 14702043
捐赠科研通 4594644
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2521164
邀请新用户注册赠送积分活动 1492928
关于科研通互助平台的介绍 1463734