Restraining Lattice Oxygen Escape by Bioinspired Antioxidant Enables Thermal Runaway Prevention in Ni−Rich Cathode Based Lithium−Ion Batteries

热失控 材料科学 阴极 离子 氧气 锂(药物) 热的 格子(音乐) 纳米技术 电气工程 热力学 电池(电) 工程类 医学 功率(物理) 化学 物理 有机化学 量子力学 内分泌学 声学
作者
Yuanke Wu,Ziqi Zeng,Mengchuang Liu,Chuyue Cai,Sheng Lei,Han Zhang,Shijie Cheng,Jia Xie
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
被引量:1
标识
DOI:10.1002/aenm.202401037
摘要

Abstract Ni−rich cathodes are hopeful materials for advanced lithium−ion batteries (LIBs) due to high capacity. Nonetheless, the chemical crosstalk triggered by reactive oxygen (O * ) represents a critical factor in thermal runaway (TR). Currently, there are few effective means to prevent this parasitic reaction. Here, inspired by the O * scavenging effect of β−carotene in living organisms, it is innovatively identified that β−carotene can impede TR by restraining the escape of O * during the thermal decomposition of nickel−rich cathodes. Using LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 as model and extending to higher nickel content cathodes (LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 , LiNi 0.9 Co 0.05 Mn 0.05 O 2 ), it is demonstrated that β−carotene can undergo an in situ oxygen copolymerization reaction to trapping O * , thereby attenuating chemical crosstalk. Additionally, the generated oxygen copolymer can also adjust band center of the O 2p orbitals of delithiated cathode, alleviating the charge compensation behavior of oxygen anions, and thus delaying the phase transition of charged LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 . As a result, the TR trigger temperature of NCM811∣Graphite pouch cell is increased from 131.0 to 195.0 °C and maximum temperature is reduced from 657.8 to 412.4 °C. This work introduces a new and simple strategy for designing functional additives to block TR, offering a promising avenue for advancing the safety of LIBs.
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
cywzhcr发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
4秒前
秋云完成签到 ,获得积分10
4秒前
zz发布了新的文献求助10
5秒前
爆米花应助橙子采纳,获得10
5秒前
6秒前
月月发布了新的文献求助10
7秒前
羊羊完成签到 ,获得积分10
8秒前
Keqi完成签到,获得积分10
9秒前
11秒前
赘婿应助阿刘不想学了采纳,获得10
13秒前
14秒前
竹子完成签到,获得积分10
14秒前
lenny发布了新的文献求助10
16秒前
TJ发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
17秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
17秒前
17秒前
Megumi发布了新的文献求助10
19秒前
NexusExplorer应助刘佳婷采纳,获得10
20秒前
20秒前
jitanxiang发布了新的文献求助10
20秒前
粗犷的采白关注了科研通微信公众号
23秒前
橙子发布了新的文献求助10
24秒前
瑞瑞发布了新的文献求助10
24秒前
MasterE完成签到,获得积分10
25秒前
27秒前
星辰大海应助醉熏的井采纳,获得10
27秒前
科研通AI2S应助lxy采纳,获得10
28秒前
Lucky发布了新的文献求助10
31秒前
莫弈花茶发布了新的文献求助10
33秒前
34秒前
情怀应助xrb采纳,获得30
35秒前
幸福的雪枫完成签到 ,获得积分10
36秒前
TAA66完成签到,获得积分10
36秒前
852应助jitanxiang采纳,获得10
39秒前
JMao发布了新的文献求助10
39秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 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 3161007
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2812335
关于积分的说明 7895242
捐赠科研通 2471208
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1315908
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 631071
版权声明 602086