Rational Regulation of High-Voltage Stability in Potassium Layered Oxide Cathodes

电化学 溶解 材料科学 阴极 扩散 兴奋剂 氧化物 无机化学 氧气 过渡金属 电极 化学工程 化学 冶金 物理化学 工程类 光电子学 催化作用 生物化学 物理 有机化学 热力学
作者
Lichen Wu,Hongwei Fu,Lyu Wang,Limei Cha,Apparao M. Rao,Kunkun Guo,Jiang Zhou,Shuangchun Wen,Bingan Lu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (20): 13415-13427 被引量:11
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c03813
摘要

Layered oxide cathode materials may undergo irreversible oxygen loss and severe phase transitions during high voltage cycling and may be susceptible to transition metal dissolution, adversely affecting their electrochemical performance. Here, to address these challenges, we propose synergistic doping of nonmetallic elements and in situ electrochemical diffusion as potential solution strategies. Among them, the distribution of the nonmetallic element fluorine within the material can be regulated by doping boron, thereby suppressing manganese dissolution through surface enrichment of fluorine. Furthermore, in situ electrochemical diffusion of fluorine from the surface into the bulk of the materials after charging reduces the energy barrier of potassium ion diffusion while effectively inhibiting irreversible oxygen loss under high voltage. The modified K
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