Critical Barriers to Successful Implementation of Earth-Abundant, Mn-Rich Cathodes for Vehicle Applications and Beyond: The Effect of Particle Morphology

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作者
Arturo Gutierrez,Joel T. Kirner,Mahmoud Tamadoni Saray,Maxim Avdeev,Linxiao Geng,Reza Shahbazian‐Yassar,Wenquan Lu,Jason R. Croy
出处
期刊:Journal of The Electrochemical Society [Institute of Physics]
卷期号:169 (2): 020574-020574 被引量:15
标识
DOI:10.1149/1945-7111/ac5545
摘要

As the search for improved and next-generation cathodes continues, it is clear that a deeper understanding of synthesis–structure–electrochemical property relationships is of critical importance. The effects of primary and secondary particle morphologies on various transition metal oxides have been studied, but new findings are still being reported. To date, few studies have focused on the effects of particle morphologies on Li- and Mn-rich oxides (>50% Mn) and even fewer studies have focused on the influence over key properties such as electrode-level impedance. Herein we report the effects of particle morphologies on the area-specific-impedance (ASI) and thermal behavior of Li- and Mn-rich oxides. Samples with a fixed, layered–layered–spinel (LLS), composition were synthesized with differing primary morphologies and tested under standardized, full-cell protocols. The results suggest that smaller primary particle size (i.e., higher surface area) leads to lower overall ASI, a delay in the increasing impedance at low states-of-charge (SOCs), and surprisingly, improved thermal behavior.
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