Destabilization of the surface structure of Ni-rich layered materials by water-washing process

材料科学 非阻塞I/O 化学工程 涂层 电化学 阴极 盐(化学) 图层(电子) 相(物质) 同步加速器 纳米技术 电极 有机化学 化学 光学 物理化学 催化作用 工程类 物理
作者
Wontae Lee,Sangyoon Lee,Eunkang Lee,Munhyeok Choi,Ranjith Thangavel,Yongho Lee,Won‐Sub Yoon
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier]
卷期号:44: 441-451 被引量:84
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2021.11.006
摘要

Washing Ni-rich layered materials with water is a simple and effective way to reduce gas evolution by eliminating the gas generation factors. However, the water-washing process itself degrades the electrochemical performances; hence additional treatments such as heating and coating are undertaken. Thus, most studies for the post-process mainly focus on the relationship between additional treatments and electrochemical performances, not paying much attention to the water-washing effect. Here, we focused on the effect of water-washing on the Ni-rich layered materials by studying bare and water-washed LiNi0.88Co0.054Mn0.066O2(NCM) cathodes. The results of synchrotron-based X-ray analysis indicate that the crystal and electronic structures are the same in the bulk aspect after the water-washing process, but differences occur in the surface environment. The amount of Li2CO3 decreases while NiO-like rock-salt phase increases on the surface of the water-washed NCM, and it deteriorates the rate performances by elevating the surface resistances. Furthermore, the surface layer reconstruction of water-washed NCM, which has lower capacity retention during 200 cycles, is much more severe than the bare NCM; this indicates that the water-washing process makes the surface of Ni-rich layered materials more vulnerable to the side reaction, facilitating the formation of NiO-like rock-salt phase by the reconstruction.
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