Particles caulked by built-in high stiffness frame with fast ion transport capability: A two-pronged approach to solve chemo-mechanical failure for high-performance Ni-rich cathode materials

阴极 刚度 材料科学 电解质 锂离子电池 压力(语言学) 复合材料 电极 电池(电) 工程类 电气工程 化学 物理 哲学 物理化学 功率(物理) 量子力学 语言学
作者
Qi Shi,Feng Wu,Haoyu Wang,Jinyang Dong,Yun Lu,Bin Zhang,Ping Zhang,Jinzhong Liu,Qiyu Zhang,Yuefeng Su,Lai Chen
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:485: 150099-150099 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.150099
摘要

Nickel-rich cathode among the state-of-the-art cathode materials for lithium-ion batteries suffers from serious capacity decay ascribed to parasitic cathode-electrolyte reactions, which is associated with its chemo-mechanical instability including lattice distortion and particle disconnections. To solve this critical stress concentration-transmission related failure, herein the high stiffness Li2SiO3 with fast ion transport capability is caulked into grain boundaries of LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 secondary particles to build a holistic frame with two-pronged function: The caulked Li+-conductive fillings could not only mitigate the interfacial degradation and accelerate lithium ion diffusion, but more importantly, within the high Young's modulus Li2SiO3 frame, local stress accumulation during electrochemical cycling could be effectively dissipated to enable stress field homogenization, thus relieving stress accumulation and reinforcing particle integrity. Consequently, the engineered cathode exhibits superior cycling stability with negligible capacity fading after 100 cycles under 1C. The impressively improved cycling and rate performance originate from the suppression of microcrack and of interfacial side reactions on grain boundaries. We demonstrate that the idea of caulking high stiffness frame to rapidly dissipate stress could provide smart solutions for similar chemo-mechanically susceptible electrode materials towards building more advanced high energy 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
蛰曜完成签到,获得积分10
1秒前
小巧的白竹完成签到,获得积分10
1秒前
热心不凡完成签到,获得积分10
1秒前
ks完成签到,获得积分10
2秒前
开心德地发布了新的文献求助10
3秒前
两只晕虾完成签到,获得积分10
4秒前
小吕完成签到,获得积分10
4秒前
惘文完成签到 ,获得积分10
4秒前
Much完成签到 ,获得积分10
4秒前
睡个好觉完成签到 ,获得积分10
6秒前
劳模老徐完成签到 ,获得积分10
6秒前
张张完成签到 ,获得积分10
7秒前
77完成签到 ,获得积分10
8秒前
ning完成签到 ,获得积分10
9秒前
咿呀咿呀哟的应助被开心德地采纳,获得20
10秒前
子衿完成签到,获得积分10
10秒前
花财完成签到 ,获得积分10
10秒前
张小桐完成签到 ,获得积分10
11秒前
13秒前
2580852qwe完成签到 ,获得积分10
14秒前
材料k完成签到 ,获得积分10
16秒前
开心的人杰完成签到,获得积分10
17秒前
怡然绯完成签到 ,获得积分10
17秒前
YANA完成签到,获得积分10
18秒前
RSC完成签到,获得积分10
19秒前
qpzn完成签到,获得积分10
19秒前
jackhlj完成签到,获得积分10
21秒前
152455完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
虚晃完成签到,获得积分10
22秒前
shlw完成签到,获得积分10
23秒前
馄饨炖饺子完成签到 ,获得积分10
24秒前
Nexus的应助被开心德地采纳,获得100
24秒前
搜集达人的应助被开心德地采纳,获得10
24秒前
shouyu29的应助被开心德地采纳,获得10
24秒前
彭于晏的应助被开心德地采纳,获得10
24秒前
plant完成签到,获得积分0
26秒前
么么完成签到,获得积分10
27秒前
夏至完成签到 ,获得积分10
29秒前
MX完成签到 ,获得积分10
32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
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
Les Mots du discours 600
A Consideration on Use of Material Grades for Hull Structural Members Based on Fracture Toughness(Second Report) 500
AI Disclosure in Annual Reports: Evolution, Determinants, and Capital Market Participants’ Perceptions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8115654
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9521517
关于积分的说明 21533873
捐赠科研通 7693822
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3413595
关于科研通互助平台的介绍 2539935
邀请新用户注册赠送积分活动 2453622