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:27
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
冰西瓜最棒_完成签到,获得积分10
刚刚
古怪小枫完成签到,获得积分10
1秒前
TiAmo完成签到 ,获得积分10
1秒前
康佳璐发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
Camellia完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
搜集达人应助佰斯特威采纳,获得30
3秒前
QXS完成签到 ,获得积分10
3秒前
Jasper应助Ll采纳,获得10
3秒前
zengli完成签到 ,获得积分10
4秒前
2go完成签到,获得积分10
4秒前
派大星完成签到,获得积分10
4秒前
娜行发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
小巧的如冬完成签到,获得积分10
5秒前
lxh完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
HEIKU应助谦让傲菡采纳,获得10
5秒前
舒涵关注了科研通微信公众号
5秒前
灰鹅发布了新的文献求助10
6秒前
可颂完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
国服懒羊羊完成签到,获得积分10
8秒前
领导范儿应助ZTT采纳,获得10
8秒前
moon发布了新的文献求助10
9秒前
小宇发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
Neon0524完成签到 ,获得积分10
9秒前
HEIKU应助颜绫采纳,获得50
10秒前
10秒前
Jiayou Zhang完成签到,获得积分10
10秒前
高高迎蓉发布了新的文献求助10
10秒前
徐霜完成签到 ,获得积分10
11秒前
DDXXC完成签到,获得积分10
11秒前
忧郁的续完成签到,获得积分20
11秒前
陈强发布了新的文献求助30
11秒前
wzg666完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 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 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527304
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107454
关于积分的说明 9285518
捐赠科研通 2805269
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539827
邀请新用户注册赠送积分活动 716708
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709672