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 锰 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 BV]
卷期号:70: 103559-103559 被引量:62
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
Doran_luffy完成签到,获得积分10
1秒前
阿元发布了新的文献求助10
1秒前
小小果妈发布了新的文献求助10
1秒前
白熊酱完成签到,获得积分10
1秒前
zjy完成签到 ,获得积分10
1秒前
包容剑鬼发布了新的文献求助10
2秒前
不安的灵雁完成签到,获得积分10
3秒前
rues011发布了新的文献求助10
3秒前
牢牛马完成签到 ,获得积分10
4秒前
ak枫完成签到,获得积分10
4秒前
机智的璐璐完成签到,获得积分10
5秒前
关厚朴发布了新的文献求助10
6秒前
机灵的大白菜完成签到,获得积分10
7秒前
爆米花的应助被瘦瘦听云采纳,获得10
7秒前
7秒前
执执发布了新的文献求助10
8秒前
甜美的天佑完成签到 ,获得积分10
8秒前
欢声喵语完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
领导范儿的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
CipherSage的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
天天快乐的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
FashionBoy的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
打打的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
研友_pnx37L完成签到,获得积分10
10秒前
pluto的应助被科研通管家采纳,获得60
10秒前
Akim的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
Evan Wang完成签到,获得积分10
11秒前
阿元完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
小小果妈完成签到,获得积分10
13秒前
李小莉0419完成签到 ,获得积分10
14秒前
小希完成签到,获得积分10
14秒前
肉丝儿发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
独特流沙发布了新的文献求助10
15秒前
执执完成签到,获得积分10
15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
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
CLSI VET01S Ed7 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals 1000
Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animals 888
Rosenblum, Global Change Biology 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre (2012-09-10) 666
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 530
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7867350
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9384363
关于积分的说明 20748882
捐赠科研通 7467952
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3349629
关于科研通互助平台的介绍 2490783
邀请新用户注册赠送积分活动 2375254