Probing the Thermal-Driven Structural and Chemical Degradation of Ni-Rich Layered Cathodes by Co/Mn Exchange

阴极 化学 热的 化学工程 降级(电信) 物理化学 热力学 计算机科学 电信 工程类 物理
作者
Xiang Liu,Gui‐Liang Xu,Liang Yin,Inhui Hwang,Yan Li,Languang Lu,Wenqian Xu,Xuequan Zhang,Yanbin Chen,Yang Ren,Cheng‐Jun Sun,Zonghai Chen,Minggao Ouyang,Khalil Amine
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:142 (46): 19745-19753 被引量:179
标识
DOI:10.1021/jacs.0c09961
摘要

The intrinsic poor thermal stability of layered LiNixCoyMn1-x-yO2 (NCM) cathodes and the exothermic side reactions triggered by the associated oxygen release are the main safety threats for their large-scale implantation. In the NCM family, it is widely accepted that Ni is the stability troublemaker, while Mn has long been considered as a structure stabilizer, whereas the role of Co remains elusive. Here, via Co/Mn exchange in a Ni-rich LiNi0.83Co0.11Mn0.06O2 cathode, we demonstrate that the chemical and structural stability of the deep delithiated NCM cathodes are significantly dominated by Co rather than the widely reported Mn. Operando synchrotron X-ray characterization coupling with in situ mass spectrometry reveal that the Co4+ reduces prior to the reduction of Ni4+ and could thus prolong the Ni migration by occupying the tetrahedra sites and, hence, postpone the oxygen release and thermal failure. In contrast, the Mn itself is stable, but barely stabilizes the Ni4+. Our results highlight the importance of evaluating the intrinsic role of compositional tuning on the Ni-rich/Co-free layered oxide cathode materials to guarantee the safe operation of high-energy Li-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
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
bkagyin应助王娟采纳,获得10
1秒前
lei完成签到,获得积分10
2秒前
Callmeteji发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
kk完成签到,获得积分20
3秒前
4秒前
4秒前
微笑冰旋完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
桐桐应助tao采纳,获得10
6秒前
科研通AI2S应助卷卷采纳,获得10
7秒前
景雄雄完成签到,获得积分20
7秒前
Easonluo8发布了新的文献求助30
7秒前
7秒前
8秒前
奋斗的梨完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
yq完成签到 ,获得积分10
9秒前
划落落发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
cristin发布了新的文献求助30
9秒前
5050完成签到 ,获得积分10
9秒前
Ls完成签到 ,获得积分10
10秒前
啾咪蜜完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
wlscj应助leemonster采纳,获得20
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
lllyyy发布了新的文献求助10
12秒前
Owen应助巴拉巴拉不采纳,获得20
12秒前
13秒前
李健应助墨尘采纳,获得10
13秒前
Fairy发布了新的文献求助10
14秒前
小卡完成签到,获得积分10
14秒前
Ccc发布了新的文献求助10
14秒前
star应助宝宝采纳,获得10
14秒前
aaron_hill完成签到,获得积分10
15秒前
鑫渊发布了新的文献求助10
15秒前
轻松聪展发布了新的文献求助10
16秒前
Erste完成签到 ,获得积分10
16秒前
17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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
The Complete Pro-Guide to the All-New Affinity Studio: The A-to-Z Master Manual: Master Vector, Pixel, & Layout Design: Advanced Techniques for Photo, Designer, and Publisher in the Unified Suite 1000
按地区划分的1,091个公共养老金档案列表 801
The International Law of the Sea (fourth edition) 800
Teacher Wellbeing: A Real Conversation for Teachers and Leaders 600
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5406315
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4524393
关于积分的说明 14097868
捐赠科研通 4438136
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2436010
邀请新用户注册赠送积分活动 1428144
关于科研通互助平台的介绍 1406292