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
白衣少年完成签到 ,获得积分10
2秒前
123别认出我完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
sui发布了新的文献求助10
4秒前
鸑鷟完成签到 ,获得积分10
7秒前
季羽完成签到 ,获得积分10
7秒前
Wang完成签到 ,获得积分10
8秒前
3152完成签到,获得积分10
8秒前
molingyue完成签到,获得积分10
9秒前
Hale完成签到,获得积分0
10秒前
yzhr55完成签到,获得积分10
11秒前
zh完成签到,获得积分20
13秒前
teyian完成签到,获得积分10
15秒前
clean发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
D_BEST完成签到 ,获得积分10
16秒前
19秒前
净坛使者发布了新的文献求助10
20秒前
hhh发布了新的文献求助30
20秒前
酷酷元风完成签到,获得积分10
20秒前
22秒前
23秒前
灵巧的导师完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
dandelion123完成签到,获得积分10
25秒前
Ava应助苹果如雪采纳,获得20
26秒前
26秒前
RUI完成签到,获得积分10
27秒前
小蘑菇应助shuiyu采纳,获得10
27秒前
roy完成签到,获得积分20
28秒前
弹幕发布了新的文献求助10
28秒前
领导范儿应助hsj采纳,获得10
30秒前
添福宝发布了新的文献求助10
31秒前
31秒前
31秒前
万能图书馆应助老张采纳,获得10
32秒前
32秒前
37秒前
roy发布了新的文献求助10
37秒前
永远永远完成签到,获得积分10
38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
Salmon nasal cartilage-derived proteoglycan complexes influence the gut microbiota and bacterial metabolites in mice 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Impostor Phenomenon: When Success Makes You Feel Like a Fake 600
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 6377654
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8190822
关于积分的说明 17302932
捐赠科研通 5431252
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2873421
邀请新用户注册赠送积分活动 1850065
关于科研通互助平台的介绍 1695375