A cation and anion dual-doping strategy in novel Li-rich Mn-based cathode materials for high-performance Li metal batteries

材料科学 兴奋剂 阴极 对偶(语法数字) 离子 金属 无机化学 锂离子电池的纳米结构 纳米技术 化学工程 光电子学 电化学 物理化学 电极 冶金 有机化学 艺术 工程类 化学 文学类
作者
Xia Sun,Chunling Qin,Boyang Zhao,Shufeng Jia,Zhifeng Wang,Tingzhou Yang,Xuancheng Liu,Lining Pan,Lili Zheng,Dan Luo,Yongguang Zhang
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier]
卷期号:70: 103559-103559 被引量:49
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2024.103559
摘要

Lithium (Li)-rich Manganese (Mn)-based cathode materials are considered to be the most hopeful cathode materials for next-generation high-energy-density Li metal batteries. However, the rapid capacity fading and voltage decaying derived from phase transformation still hinder their practical application. Herein, we developed a cation/anion dual-doping strategy by synchronically incorporating Zr4+ cation and F− anion to boost the structural stability of the Li-rich Mn-based cathode. The strengthened transition metal-oxygen bonds raised by doping effect can inhibit the release of oxygen for enhanced electrochemical reversibility and mitigate the anisotropic lattice distortion to stabilize the layered structure. Meanwhile, dual doping strategy expands the lattice distance and increases oxygen vacancy formation energy, thereby improving ion diffusion kinetics and structural stability. As a result, the obtained cathode presents an excellent initial discharge capacity of 268.5 mAh g−1 and a prolonged cycle lifespan beyond 300 cycles. A stable cycling performance can be obtained under a high areal capacity of 5.17 mAh cm−2 with a low negative/positive electrode capacity ratio of 1.93. Our dual-doping strategy provides a valuable new idea for improving the structural stability and electrochemical properties of Li-rich Mn-based cathode materials, further promoting the development of high-energy-density Li metal batteries.
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
刚刚
坂井泉水发布了新的文献求助20
1秒前
2秒前
2秒前
leizhengyu完成签到 ,获得积分10
3秒前
苻莞发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
胡呼呼完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
8秒前
9秒前
斩颓发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
完美世界应助早点睡觉丶采纳,获得10
10秒前
11秒前
张美发布了新的文献求助30
13秒前
13秒前
14秒前
发呆的小号完成签到 ,获得积分10
14秒前
橘子发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
bkagyin应助初七123采纳,获得10
15秒前
15秒前
16秒前
16秒前
16秒前
杯架发布了新的文献求助10
16秒前
哈哈哈哈完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
成德完成签到 ,获得积分10
17秒前
喜悦乐巧发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
18秒前
沉默甜瓜发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
beibei发布了新的文献求助10
20秒前
JayChou发布了新的文献求助10
21秒前
Akim应助ccc采纳,获得10
22秒前
闪闪的绣连完成签到,获得积分20
23秒前
lan发布了新的文献求助10
23秒前
高分求助中
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 1500
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 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6011376
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7560434
关于积分的说明 16136728
捐赠科研通 5158063
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2762650
邀请新用户注册赠送积分活动 1741401
关于科研通互助平台的介绍 1633620