Phosphorus-doped lithium- and manganese-rich layered oxide cathode material for fast charging lithium-ion batteries

兴奋剂 锂(药物) 材料科学 电解质 法拉第效率 热稳定性 阴极 离子 无机化学 氧化物 化学工程 化学 电极 物理化学 光电子学 有机化学 内分泌学 冶金 工程类 医学
作者
Yuqiong Kang,Xingang Guo,Zhiwu Guo,Jiangang Li,Yunan Zhou,Zheng Liang,Cuiping Han,Xiangming He,Yun Zhao,Naser Tavajohi,Baohua Li
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier]
卷期号:62: 538-545 被引量:31
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2021.04.026
摘要

Owing to their high theoretical specific capacity and low cost, lithium- and manganese-rich layered oxide (LMR) cathode materials are receiving increasing attention for application in lithium-ion batteries. However, poor lithium ion and electron transport kinetics plus side effects of anion and cation redox reactions hamper power performance and stability of the LMRs. In this study, LMR Li1.2Mn0.6Ni0.2O2 was modified by phosphorus (P)-doping to increase Li+ conductivity in the bulk material. This was achieved by increasing the interlayer spacing of the lithium layer, electron transport and structural stability, resulting in improvement of the rate and safety performance. P5+ doping increased the distance between the (003) crystal planes from ~0.474 nm to 0.488 nm and enhanced the structural stability by forming strong covalent bonds with oxygen atoms, resulting in an improved rate performance (capacity retention from 38% to 50% at 0.05 C to 5 C) and thermal stability (50% heat release compared with pristine material). First-principles calculations showed the P-doping makes the transfer of excited electrons from the valence band to conduction band easier and P can form a strong covalent bond helping to stabilize material structure. Furthermore, the solid-state electrolyte modified P5+ doped LMR showed an improved cycle performance for up to 200 cycles with capacity retention of 90.5% and enhanced initial coulombic efficiency from 68.5% (pristine) or 81.7% (P-doped LMR) to 88.7%.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
医路上的小学生关注了科研通微信公众号
刚刚
刚刚
Singularity应助小白采纳,获得10
刚刚
虚幻的安柏完成签到,获得积分10
1秒前
和谐平蝶完成签到,获得积分10
2秒前
大个应助糟糕的富采纳,获得10
3秒前
3秒前
ffchen111发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
若狂发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
好好学习的大大莹完成签到,获得积分10
5秒前
魯蛋完成签到,获得积分10
7秒前
wonhui发布了新的文献求助20
7秒前
zhang发布了新的文献求助10
8秒前
WW发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
渣渣凡完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
11秒前
若狂完成签到,获得积分10
12秒前
贝壳完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
科研通AI2S应助九九九采纳,获得10
12秒前
12秒前
录录完成签到,获得积分20
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
共享精神应助李煜采纳,获得30
15秒前
whuhustwit发布了新的文献求助10
16秒前
打工人发布了新的文献求助10
16秒前
回水完成签到,获得积分10
16秒前
伟大的鲁路皇完成签到,获得积分10
16秒前
贝壳发布了新的文献求助10
17秒前
士多啤梨完成签到 ,获得积分10
17秒前
阳光完成签到,获得积分10
17秒前
悦耳静枫完成签到,获得积分10
17秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
Classics in Total Synthesis IV 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3145597
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2797033
关于积分的说明 7822546
捐赠科研通 2453369
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1305607
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627514
版权声明 601464