Constructing a stable interface by 2,4,6-trimethoxyboroxine as an electrolyte additive for Li-rich layered oxide cathode under high voltage

阳极 化学 电解质 阴极 电池(电) 氧化物 化学工程 电极 量子力学 物理 工程类 物理化学 功率(物理) 有机化学
作者
Hai Zhu,Yaling Zhang,Mingyang Li,Jinhua Luo,Weifeng Wei,Shiying Zhang
出处
期刊:Journal of Electroanalytical Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:899: 115682-115682 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.jelechem.2021.115682
摘要

Li-rich layered oxides (LLO) feature high delivery capacity are considered the most promising cathodes for the next-generation high-energy–density battery systems. Unfortunately, the LLO cathode suffers from poor cycling stability and fast voltage fading because of structural failure and unstable electrode/electrolyte interphase. Herein, we propose 2,4,6-trimethoxyboroxine (TMBX) as an effective electrolyte additive for enhancing the specific capacity and service life of LLO cathode. Impressively, the LLO/Li cell with 1 wt% TMBX exhibits a specific capacity of 226.3 mAh/g with a considerable cycling retention of 96.1% at 0.5 C after 200 cycles, while the capacity of the baseline cell is only 133.8 mAh/g and the cycling retention is less than 60%. Even at 1 C, the cell using TMBX additive still sustains a capacity retention of as high as 91.1% after 400 cycles. The cell with excellent performance is attributed to TMBX additive which can form a uniform, robust, and boron-rich interface film on both the cathode and anode surfaces simultaneously. Structural characterization and mechanism analysis reveal that TMBX additive can effectively eliminate HF hydrolysis from LiPF6, alleviate the loss of transition metal ions, maintain the integrity of crystal structure and improve the interfacial charge transfer.
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