Multifunctional Ti-Mg co-doping strategy to enhance long term cycling performance for Ni-rich cathode materials

阴极 材料科学 兴奋剂 电化学 离子 过渡金属 化学工程 金属 分析化学(期刊) 纳米技术 冶金 电极 光电子学 化学 物理化学 生物化学 工程类 催化作用 有机化学 色谱法
作者
Yongfan Xie,Fangya Guo,Youxiang Zhang
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:: 173592-173592 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2024.173592
摘要

The practical application of the Ni-rich cathode materials is restricted by the inevitable structural collapse due to the phase transition and surficial instability during the long-term cycling. The co-doping with different metal ions is a useful way to improve the electrochemical performance of the Ni-rich cathode materials. Here, with different ratio of Ti-Mg co-doping Ni-rich cathode materials were prepared, and the synergetic effects of Ti-Mg co-doping on surface stability, structure reversibility and electrochemical performance of the Ni-rich cathode materials were studied in detail. Compared with the unmodified material and other ratio of Ti-Mg co-doping materials, the Li(Ni0.89Co0.11)0.99Ti0.005Mg0.005O2 delivers an initial discharge capacity of 214 mAh·g-1 at 0.1 C and 86.5% capacity retention after 200 cycles at 1 C with the voltage range of 2.8-4.3 V. Multiple characterizations were applied and revealed that the excellent performance for LiNi0.89Co0.11)0.99Ti0.005Mg0.005O2 is attributed to the uniformly distribution of Mg2+ ions in the bulk and the Ti4+ ions enriched near the surface. This unique distribution of Ti-Mg co-doping in this work could furnish the guidance for the design of doping strategies of Ni-rich cathode materials in the future.
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