Improved Cycling Stability of Li[Ni0.90Co0.05Mn0.05]O2 Through Microstructure Modification by Boron Doping for Li‐Ion Batteries

材料科学 阴极 氢氧化物 兴奋剂 微观结构 化学工程 分析化学(期刊) 冶金 物理化学 光电子学 色谱法 工程类 有机化学 化学
作者
Kang‐Joon Park,Hun‐Gi Jung,Liang‐Yin Kuo,Payam Kaghazchi,Chong Seung Yoon,Yang‐Kook Sun
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:8 (25) 被引量:419
标识
DOI:10.1002/aenm.201801202
摘要

Abstract Boron‐doped Li[Ni 0.90 Co 0.05 Mn 0.05 ]O 2 cathodes are synthesized by adding B 2 O 3 during the lithiation of the hydroxide precursor. Density functional theory confirms that boron doping at a level as low as 1 mol% alters the surface energies to produce a highly textured microstructure that can partially relieve the intrinsic internal strain generated during the deep charging of Li[Ni 0.90 Co 0.05 Mn 0.05 ]O 2 . The 1 mol% B‐Li[Ni 0.90 Co 0.05 Mn 0.05 ]O 2 cathode thus delivers a discharge capacity of 237 mAh g −1 at 4.3 V, with an outstanding capacity retention of 91% after 100 cycles at 55 °C, which is 15% higher than that of the undoped Li[Ni 0.90 Co 0.05 Mn 0.05 ]O 2 cathode. This proposed synthesis strategy demonstrates that an optimal microstructure exists for extending the cycle life of Ni‐rich Li[Ni 1‐ x ‐ y Co x Mn y ]O 2 cathodes that have an inadequate cycling stability in electric vehicle applications and indicates that an optimal microstructure can be achieved through surface energy modification.
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