Thermodynamics-directed bulk/grain-boundary engineering for superior electrochemical durability of Ni-rich cathode

耐久性 阴极 材料科学 电化学 晶界 冶金 粒度 热力学 化学工程 复合材料 化学 物理化学 电极 微观结构 物理 工程类
作者
Kang‐Yu Zou,Mingzhu Jiang,Tianxiang Ning,Lei Tan,Junchao Zheng,Jiexi Wang,Xiaobo Ji,Lingjun Li
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:97: 321-331 被引量:92
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2024.05.053
摘要

Introducing high-valence Ta element is an essential strategy for addressing the structural deterioration of the Ni-rich LiNi1−x−yCoxMnyO2 (NCM) cathode, but the enlarged Li/Ni cation mixing leads to the inferior rate capability originating from the hindered Li+ migration. Note that the non-magnetic Ti4+ ion can suppress Li/Ni disorder by removing the magnetic frustration in the transition metal layer. However, it is still challenging to directionally design expected Ta/Ti dual-modification, resulting from the complexity of the elemental distribution and the uncertainty of in-situ formed coating compounds by introducing foreign elements. Herein, a LiTaO3 grain boundary (GB) coating and bulk Ti-doping have been successfully achieved in LiNi0.834Co0.11Mn0.056O2 cathode by thermodynamic guidance, in which the structural formation energy and interfacial binding energy are employed to predict the elemental diffusion discrepancy and thermodynamically stable coating compounds. Thanks to the coupling effect of strengthened structural/interfacial stability and improved Li+ diffusion kinetics by simultaneous bulk/GB engineering, the Ta/Ti-NCM cathode exhibits outstanding capacity retention, reaching 91.1% after 400 cycles at 1 C. This elaborate work contributes valuable insights into rational dual-modification engineering from a thermodynamic perspective for maximizing the electrochemical performances of NCM cathodes.
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
1秒前
木子发布了新的文献求助10
1秒前
CipherSage的应助被肥波采纳,获得10
1秒前
Lucas的应助被Astralis采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
科研通AI6.2的应助被鼠鼠采纳,获得10
3秒前
keke发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
壮观的行云完成签到,获得积分10
4秒前
卷卷发布了新的文献求助10
4秒前
FashionBoy的应助被蓝色天空采纳,获得10
5秒前
杨乐发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
小二郎的应助被yanmu采纳,获得10
7秒前
7秒前
Hero完成签到,获得积分10
8秒前
脑洞疼的应助被huying采纳,获得10
8秒前
8秒前
糊涂涂完成签到,获得积分10
8秒前
陈陈陈完成签到,获得积分10
9秒前
cxy完成签到,获得积分10
10秒前
lty完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
12秒前
Mysterious发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
科研通AI6.4的应助被wang采纳,获得10
13秒前
12121发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
可爱的函函的应助被赵小坤堃采纳,获得10
13秒前
陆程文发布了新的文献求助10
13秒前
苏小福发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
Redinn发布了新的文献求助10
15秒前
Akiba完成签到,获得积分10
15秒前
星辰大海的应助被LI采纳,获得10
16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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
The Basics of Practical Optimization, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7968157
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9435336
关于积分的说明 21034649
捐赠科研通 7544499
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3372486
关于科研通互助平台的介绍 2507624
邀请新用户注册赠送积分活动 2405037