An in-depth understanding of the effect of aluminum doping in high-nickel cathodes for lithium-ion batteries

材料科学 阴极 掺杂剂 锂(药物) 兴奋剂 电解质 热稳定性 化学工程 杂质 离子 电极 冶金 光电子学 物理化学 物理 工程类 内分泌学 有机化学 化学 医学 量子力学
作者
Kai Zhou,Qiang Xie,Baohua Li,Arumugam Manthiram
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier]
卷期号:34: 229-240 被引量:145
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2020.09.015
摘要

High-nickel layered oxides, LiNixM1-xO2 (x ≥ 0.6), are regarded as highly promising materials for high-energy-density Li-ion batteries, yet they suffer from short cycle life and thermal instability. Tuning these cathodes for improved performance via elemental doping is an effective approach, and Al has proven to be the most popular and commercially successful of all the dopants. Despite the popularity of Al doping, the practical effects of varying Al content on high-nickel cathodes are still unknown. Herein, a series of high-Ni cathodes, LiNi0.85Co0.15-xAlxO2 (NCA, x = 0, 0.023, 0.056, 0.096, and 0.15), are synthesized and investigated. It is found that the cycling, air stability, lattice structure, and interphase stability of NCA are gradually improved with increasing Al content from 0 to 5.6%. Further increase in Al content beyond 5.6% triggers adverse effects, including significantly increased residual lithium on the cathode surface and compromised initial capacity resulting from the formation of impurity phases (LiAlO2 and Li5AlO4). A 5.6% Al doping is suggested to be optimal, which suppresses the secondary-particle pulverization and reduces residual lithium species as well as enhances the electrode/electrolyte interphases, thereby improving both rate capability and cycling performance at ambient and high temperatures. Overall, this study delivers fundamental insights into Al doping and provides guidance for the optimal use of Al dopants in developing advanced 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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
m(_._)m完成签到 ,获得积分0
1秒前
1秒前
香蕉觅云应助微不足道采纳,获得10
2秒前
李沐籽完成签到,获得积分20
2秒前
加菲丰丰应助hd采纳,获得20
3秒前
6秒前
8秒前
8秒前
浮云完成签到 ,获得积分10
9秒前
李健的小迷弟应助Alaskan采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
穆紫应助Rita采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
cc应助英勇的鼠标采纳,获得10
13秒前
一二三发布了新的文献求助10
14秒前
搜集达人应助鲤鱼大炮采纳,获得10
16秒前
16秒前
jianjiao发布了新的文献求助20
16秒前
饺子发布了新的文献求助10
17秒前
you完成签到,获得积分10
17秒前
十月完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
汉堡包应助世界和平采纳,获得30
19秒前
周凡淇发布了新的文献求助30
20秒前
20秒前
20秒前
追寻的怜容完成签到,获得积分10
21秒前
寒冷妙梦发布了新的文献求助10
21秒前
hahaha发布了新的文献求助10
21秒前
共享精神应助周俊俊采纳,获得10
22秒前
爆米花应助南烟采纳,获得10
22秒前
23秒前
852应助啦啦啦大大大雷采纳,获得10
25秒前
田様应助多情的涵易采纳,获得10
26秒前
26秒前
26秒前
茜134发布了新的文献求助20
26秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 800
Essentials of thematic analysis 700
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3124803
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2775148
关于积分的说明 7725553
捐赠科研通 2430633
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1291291
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 622121
版权声明 600328