Cation mixing effect regulation by niobium for high voltage single-crystalline nickel-rich cathodes

电化学 阴极 混合(物理) 微晶 材料科学 密度泛函理论 离子 耐久性 冶金 化学工程 化学 电极 复合材料 计算化学 物理化学 有机化学 工程类 物理 量子力学
作者
Zhikun Zhao,Chunli Li,Ziyue Wen,Zhuolin Yang,Shijie Lu,Xinyu Zhang,Shi Chen,Borong Wu,Feng Wu,Daobin Mu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:461: 142093-142093 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.142093
摘要

Single-crystalline nickel-rich layered NCM are promising candidate materials for advanced Li-ion batteries in long-range electric vehicles. However, several shortcomings must be overcome before full commercial utilization, including the lower specific capacity and poorer rate performance than polycrystalline layered cathodes, especially in the deep delithiation state. Herein, the Li+/Ni2+ cation mixing effect is strengthened by executing Nb-substitution to improve electrostatic interactions and electrochemical performances. Density functional theory calculation combined with in-situ experimental analysis are used to reveal the mechanism of Nb-substitution in regulating Li+/Ni2+ cation mixing effect. Stabilizing layered structure is intrinsically implemented through the regulation of Ni2+/Ni3+ ions. The Nb substitution is also found beneficial in enhancing the structural stability owing to the high bond energy of Nb-O. The optimal single-crystalline LiNi0.79Nb0.01Co0.1Mn0.1O2 exhibits better electrochemical performances in terms of high discharge capacity (209.9 mAh g−1) and high rate durability (91.4% retention after 100 cycles under 5 C). In sum, the proposed strategy looks promising for the design of high-performance cathodes, as well as the optimization of single-crystalline cathodes, promoting the application in high-energy–density 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
NexusExplorer应助nnn采纳,获得10
刚刚
unygnix完成签到,获得积分10
1秒前
香蕉凛完成签到,获得积分10
1秒前
3秒前
快乐的忆安完成签到,获得积分10
3秒前
打打应助Murphy采纳,获得10
4秒前
6秒前
大模型应助weixin112233采纳,获得10
6秒前
DJC完成签到,获得积分10
6秒前
七柒发布了新的文献求助10
6秒前
小沈沈发布了新的文献求助30
7秒前
ding应助Denmark采纳,获得10
9秒前
DF发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
11秒前
yy完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
LIUJIE完成签到,获得积分10
14秒前
天天快乐应助可耐的涵雁采纳,获得10
14秒前
15秒前
吴五五发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
乌鲁鲁发布了新的文献求助10
17秒前
DF完成签到,获得积分10
17秒前
诸乘风发布了新的文献求助10
17秒前
Kary完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
菠萝激推完成签到,获得积分10
19秒前
Owen应助研友_LN3NWn采纳,获得10
22秒前
natsu发布了新的文献求助10
22秒前
鬼火发布了新的文献求助10
23秒前
jack完成签到,获得积分10
24秒前
李爱国应助unygnix采纳,获得10
24秒前
26秒前
liuxinyu完成签到,获得积分10
27秒前
Ankle完成签到 ,获得积分10
27秒前
chenyu发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
诸乘风完成签到,获得积分10
28秒前
高分求助中
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Petrology and Plate Tectonics,2025 500
Circular Polar Constellations Providing Continuous Single or Multiple Coverage Above a Specified Latitude 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
Probability and Stochastic Processes 333
New directions for experimental lessons in science teaching: Myth, Mystery, Necessity? by Emily K. da Silva Cunha Souto (Author), Flávia Lins Silva (Author) 333
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6742762
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8473912
关于积分的说明 18075779
捐赠科研通 6012453
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3003900
邀请新用户注册赠送积分活动 1980422
关于科研通互助平台的介绍 1945325