Improving Thermodynamic Stability of nano-LiMn2O4 for Li-Ion Battery Cathode

阴极 材料科学 晶界 纳米材料 电池(电) 纳米颗粒 电化学 锂(药物) 化学工程 纳米技术 物理化学 热力学 化学 微观结构 冶金 复合材料 物理 电极 工程类 内分泌学 功率(物理) 医学
作者
Kimiko Nakajima,Flávio L. Souza,André L. M. Freitas,Andrew M. Thron,Ricardo H. R. Castro
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:33 (11): 3915-3925 被引量:25
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.0c04305
摘要

Nanomaterials can exhibit improved electrochemical performance in cathode applications, but their inherently high surface areas cause unconventional instability, leading to capacity fading after a limited number of battery cycles. This is because of their high surface reactivity, which makes them more susceptible to phenomena such as grain growth, sintering, solubilization, and phase transformations. Thermodynamically, these can be attributed to an increased contribution of interfacial enthalpies to the total free energy of the system. The lack of experimental data on the interfacial thermodynamics of lithium-based materials has hindered strategies to mitigate such degradation mechanisms. In this study, interfacial energies of LiMn2O4 nanoparticles were directly measured for the first time using calorimetry, and the possibility of thermodynamically manipulating both surface and grain boundary energies using a dopant (scandium) was explored. We show that undoped LiMn2O4 nanoparticles have a surface energy of 0.85 J/m2, which is significantly lower than that of LiCoO2. Moreover, introducing scandium further lowered the LiMn2O4 surface energy, leading to a demonstrated improved stability against coarsening and reactivity to water, which can potentially result in more stable cathode materials for battery applications.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
刚刚
sevenhill完成签到,获得积分10
刚刚
土豆完成签到,获得积分10
1秒前
记忆完成签到,获得积分10
1秒前
ww完成签到,获得积分10
1秒前
犹豫的向南完成签到,获得积分10
1秒前
cmh完成签到,获得积分10
1秒前
越幸运完成签到 ,获得积分10
2秒前
思源应助xyrt采纳,获得10
2秒前
simon完成签到 ,获得积分10
2秒前
远山完成签到,获得积分10
2秒前
可爱的函函应助研友_LOK59L采纳,获得10
3秒前
南风发布了新的文献求助10
3秒前
每天100次完成签到,获得积分10
3秒前
xiaoH发布了新的文献求助10
3秒前
大海之滨完成签到,获得积分10
4秒前
Litchi完成签到 ,获得积分10
4秒前
英勇语蓉完成签到,获得积分10
4秒前
依依完成签到,获得积分10
4秒前
glycine完成签到,获得积分10
4秒前
Mr.Reese完成签到,获得积分10
4秒前
yy发布了新的文献求助10
5秒前
ASSA完成签到,获得积分10
5秒前
清脆怜寒发布了新的文献求助10
6秒前
son完成签到,获得积分10
6秒前
没朴子完成签到,获得积分10
6秒前
Jenny完成签到,获得积分10
6秒前
英姑应助ywt采纳,获得10
7秒前
海海发布了新的文献求助20
7秒前
小萝卜完成签到,获得积分10
7秒前
wh完成签到,获得积分10
8秒前
小可完成签到 ,获得积分10
8秒前
跟我回江南完成签到,获得积分10
8秒前
hh完成签到,获得积分10
8秒前
高分子完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
问题多多完成签到 ,获得积分10
9秒前
小蘑菇应助轻松的半芹采纳,获得10
10秒前
浮游应助CT采纳,获得10
10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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 901
Item Response Theory 800
Identifying dimensions of interest to support learning in disengaged students: the MINE project 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5427249
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4540661
关于积分的说明 14173635
捐赠科研通 4458699
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2445081
邀请新用户注册赠送积分活动 1436143
关于科研通互助平台的介绍 1413698