Understanding the Effects of Al and Mn Doping on the H2–H3 Phase Transition in High-Nickel Layered Oxide Cathodes

材料科学 过渡金属 兴奋剂 氧化物 阴极 相(物质) 氧化镍 相变 无机化学 冶金 化学 凝聚态物理 物理化学 光电子学 催化作用 物理 有机化学
作者
J. Brandon Adamo,Arumugam Manthiram
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:36 (12): 6226-6236 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.4c01033
摘要

High-nickel layered oxide cathodes make up a promising family of materials for next-generation lithium-ion batteries (LIBs). Deleterious phase transitions and surface instabilities, however, have hindered their mass adoption. Al doping and Mn doping have both been shown to improve cyclability at the expense of the initial capacity. However, the effects of these dopants on the performance of the high-voltage H2–H3 phase transition remain unexplored. Herein, we examine the effects of Al and Mn doping on the H2–H3 phase transition in Li[Ni0.95Al0.05]O2 and Li[Ni0.95Mn0.05]O2 in comparison to that in undoped LiNiO2 (LNO). We find that 5% Al doping and 5% Mn doping both suppress and delay the phase transition to a higher voltage but appear to affect its reversibility only minimally. We further find that the dopants reduce the increase in impedance with voltage when passing through the phase transition but do so at the expense of capacity. Cyclic step chronoamperometry shows that Al and Mn both improve the rate performance through the H2–H3 phase transition compared to that of undoped LNO. This is attributed to widened lithium diffusion channels at high states of charge enabled by the dopants, which is verified with X-ray diffraction. This work provides insights into the H2–H3 phase transition, necessary for optimized cycling protocols for next-generation LIBs, and improves our general understanding of these crucial energy materials.
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
林家小弟完成签到 ,获得积分10
刚刚
稳重紫蓝完成签到 ,获得积分10
1秒前
sen123完成签到,获得积分10
1秒前
sci完成签到 ,获得积分10
2秒前
gougou完成签到,获得积分10
3秒前
羊二呆完成签到,获得积分10
6秒前
球球发布了新的文献求助10
7秒前
椿人完成签到 ,获得积分10
8秒前
Cry_Man完成签到 ,获得积分10
10秒前
路明非完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
wddx完成签到,获得积分10
13秒前
LFY完成签到 ,获得积分10
13秒前
研友_VZG7GZ应助以筱采纳,获得10
13秒前
jwx完成签到,获得积分0
14秒前
小亮哈哈完成签到,获得积分0
16秒前
529完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
罗实完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
舟遥遥完成签到,获得积分10
24秒前
ahui完成签到 ,获得积分10
25秒前
Present完成签到,获得积分10
25秒前
chuzihang完成签到 ,获得积分10
26秒前
26秒前
夜雨诗意完成签到,获得积分10
28秒前
往返完成签到,获得积分10
29秒前
小唐完成签到,获得积分10
30秒前
章鱼完成签到,获得积分10
33秒前
松松包完成签到,获得积分10
33秒前
35秒前
星辰大海应助王珺采纳,获得10
35秒前
marc107完成签到,获得积分10
35秒前
阜睿完成签到 ,获得积分10
36秒前
乐乐乐乐乐乐完成签到,获得积分10
39秒前
40秒前
40秒前
欧欧欧导完成签到,获得积分10
42秒前
烟花应助wang采纳,获得10
43秒前
44秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3968578
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3513400
关于积分的说明 11167585
捐赠科研通 3248853
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1794499
邀请新用户注册赠送积分活动 875131
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804664