Molecular design of highly Li-ion conductive cathode-electrolyte interface enabling excellent rate performance for lithium-ion batteries

电解质 阴极 锂(药物) 离子 材料科学 导电体 接口(物质) 锂离子电池的纳米结构 化学工程 电化学 化学 电极 复合材料 有机化学 物理化学 工程类 医学 毛细管数 毛细管作用 内分泌学
作者
Xiaolong Wu,Yejuan Xue,Zezhuo Li,Minghao Huang,Xiaohui Song,Qiang Chang,Yongxin Ma,Zhimei Huang,Hongfa Xiang,Yunhui Huang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:493: 152512-152512
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.152512
摘要

The structural stability and ionic conductivity of the cathode electrolyte interface (CEI) film at high voltages are crucial to the nickel-rich layered cathode in Li-ion batteries (LIBs). These characteristics are largely determined by electrolyte components. Herein, an air-stable organic cyclophosphate salt named lithium 1, 3, 2-dioxaphosphinan-2-olate-2-oxide (LiDOP) is designed and synthesized as a CEI forming additive. It preferentially oxidizes and undergoes opening-ring polymerization under charging to form an organic–inorganic hybrid polymers with –LiPO4 segments and –(CH2)3– alternately connected on the cathode surface. Such a structure endows CEI film with high ionic conductivity, flexibility and mechanical strength, which can ameliorate the structure phase transformation, suppress the transition metal ion dissolution and enhance the interfacial stability at high cut-off voltage. The electrolyte with 0.2 wt% LiDOP endows 4.3 V-charged Li||LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 battery with 83.2 % capacity retention after 200 cycles at 5C rate. The graphite||NCM811 pouch cell shows a capacity retention of 85.6 % after 150 cycles under a 4.5 V voltage, while the cell without LiDOP shows only 23.5 %. Our work demonstrates the effectiveness of covalently coupled P-O-Li compounds as CEI film in stabilizing the interface, which provides a guidance for the electrolyte design in high-voltage LIBs.

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
牧绯完成签到,获得积分10
刚刚
sdfwsdfsd完成签到,获得积分10
1秒前
安琪完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
csz483完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
ruby完成签到,获得积分10
3秒前
孤独的冬云完成签到 ,获得积分10
4秒前
啦啦啦~完成签到,获得积分10
4秒前
Ivy完成签到,获得积分10
4秒前
ccccchen完成签到,获得积分10
5秒前
hebhm完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Zikc完成签到,获得积分10
8秒前
Deathmask完成签到,获得积分10
9秒前
lshao完成签到 ,获得积分10
9秒前
zhong完成签到,获得积分10
13秒前
宗剑完成签到,获得积分10
15秒前
kento完成签到,获得积分0
15秒前
江湖小刀完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
小糊涂仙完成签到,获得积分10
18秒前
1255475177完成签到 ,获得积分10
19秒前
ronnie完成签到,获得积分10
20秒前
完美世界应助苑世朝采纳,获得10
20秒前
wangfang0228完成签到 ,获得积分10
20秒前
幽默的龙猫完成签到 ,获得积分10
21秒前
unicornmed发布了新的文献求助20
21秒前
马铃薯完成签到,获得积分10
24秒前
李爱国应助LY采纳,获得10
24秒前
zuoyou完成签到,获得积分10
24秒前
小嘴baba的呀完成签到,获得积分10
24秒前
ZZH完成签到,获得积分10
25秒前
Darsine完成签到,获得积分10
26秒前
优雅的雁凡完成签到,获得积分10
27秒前
浅梦完成签到,获得积分10
28秒前
斯文败类应助冷静雅青采纳,获得10
28秒前
Lynn完成签到 ,获得积分10
28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
Basic And Clinical Science Course 2025-2026 3000
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
Terminologia Embryologica 500
Process Plant Design for Chemical Engineers 400
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 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 5612109
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4696297
关于积分的说明 14891018
捐赠科研通 4732221
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2546205
邀请新用户注册赠送积分活动 1510470
关于科研通互助平台的介绍 1473371