Lattice Engineering to Refine Particles and Strengthen Bonds of the LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2 Cathode toward Efficient Lithium Ion Storage

阴极 结晶学 格子(音乐) 电化学 晶体结构 八面体 材料科学 费米能级 化学物理 化学工程 化学 电极 冶金 物理化学 电子 工程类 物理 量子力学 声学
作者
Zhouliang Tan,Yunjiao Li,Xiaoming Xi,Shijie Jiang,Xiaohui Li,Xingjie Shen,Shuaipeng Hao,Junchao Zheng,Zhenjiang He
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:10 (11): 3532-3545 被引量:40
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.1c07941
摘要

Microstructural degradation of Ni-rich cathode materials is a major bottleneck limiting their widespread applications, originating from their microcracks due to lattice strain. Herein, a facile lattice engineering strategy (praseodymium substitution at octahedral 3b Ni sites) is constructed to greatly reduce the lattice strain of the LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2 cathode. The relationship between the lattice strain and electrochemical performance is systematically examined to gain insights into the Pr activity-governing mechanisms. Furthermore, the experimental and DFT calculations reveal that praseodymium substitution not only reduces the lattice strain during the de-/lithiation and enhances the electronic activity near the Fermi level but also reduces local stress buildup by refining the primary particles to grow along the radial direction. The ameliorated LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2 shows low lattice strain and achieves a record capacity retention of 92.3% after 100 cycles, higher than that of the original sample (capacity retention of 78.7%). Moreover, it still exhibits an ultrahigh capacity of 168 mA h·g–1 even at 10 C due to a lower Li+ migration energy barrier. This work deeply investigates the information on the bulk structure, electronic properties, and interaction mechanism between substitution cations and Ni-rich layered oxides, which provides a new insight into the design and construction of advanced high-capacity cathode materials.
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
盼夏发布了新的文献求助10
5秒前
Lucas应助沈达采纳,获得10
6秒前
漂亮的秋天完成签到 ,获得积分10
8秒前
Youzi完成签到,获得积分10
10秒前
沉静灵枫完成签到,获得积分10
14秒前
美丽心情完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
CrsCrsCrs完成签到,获得积分10
20秒前
苗苗完成签到 ,获得积分10
21秒前
心理可达鸭完成签到,获得积分10
21秒前
林北bei完成签到,获得积分10
23秒前
633完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
dd发布了新的文献求助10
27秒前
Thunnus001完成签到 ,获得积分10
28秒前
冷静火龙果完成签到 ,获得积分10
29秒前
吃饭打肯德基完成签到 ,获得积分10
29秒前
swj完成签到,获得积分10
30秒前
温凊完成签到 ,获得积分10
30秒前
Ping完成签到,获得积分10
31秒前
江夏清完成签到,获得积分10
32秒前
34秒前
Biogneer完成签到,获得积分10
37秒前
棒槌完成签到,获得积分10
38秒前
1234qwer完成签到,获得积分10
38秒前
Biogneer发布了新的文献求助10
39秒前
seven应助科研通管家采纳,获得30
41秒前
jellydong应助科研通管家采纳,获得10
41秒前
王乐乐哈完成签到 ,获得积分10
42秒前
在水一方应助zky采纳,获得10
47秒前
magicjerry完成签到,获得积分10
48秒前
xiaoqf完成签到,获得积分10
48秒前
48秒前
癫狂梦醒完成签到,获得积分10
48秒前
Sofia完成签到 ,获得积分0
49秒前
爱学习完成签到,获得积分10
49秒前
ian发布了新的文献求助10
51秒前
文思泉涌完成签到,获得积分10
52秒前
54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
Cronologia da história de Macau 5000
Petrology and Plate Tectonics 800
Electrode Potentials 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7043886
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8710449
关于积分的说明 18445293
捐赠科研通 6556267
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3117773
关于科研通互助平台的介绍 2202536
邀请新用户注册赠送积分活动 2093163