High performance of Co-free LiNi Mn1-O2 cathodes realized by nonmagnetic ion substitution for Li-ion batteries

电化学 离子 阴极 材料科学 锂(药物) 降级(电信) X射线光电子能谱 化学 化学工程 电极 物理化学 有机化学 内分泌学 工程类 电信 医学 计算机科学
作者
Honglin Yan,Yuan Ha,Ye Tao,Xiaoya Gao,Xiangting Yue,Zhimin Li
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:465: 142926-142926 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.142926
摘要

Ni-rich LiNixMn1-xO2 cathodes have been extensively probed to resolve the electrochemical performance degradation in the absence of Co3+ compared to LiNixCoyMn1-x-yO2 cathodes for lithium-ion batteries. Herein, LiNi0.6Mn0.4O2 (NM64) and a series of nonmagnetic Al3+ ions substituted NM64 cathode materials are designed and prepared via a sol–gel route. It is found that the inferior electrochemical performance of NM64 derives from the magnetic frustration arising from Mn ions and the unstable Mn3+ ions, which will lead to severe Li/Ni mixing, and weak structural and interfacial stabilities of the cathode. The superconducting quantum interference device (SQUID) analysis proves that the nonmagnetic Al3+ ion can lower the Li/Ni disorder in NM64 cathode by relieving magnetic frustration. Moreover, the dQ/dV and XPS analyses confirm that both structural and interfacial stabilities are enhanced for NM64 cathode owing to Al3+ substitution, contributing to fewer byproducts after a long cycle. Consequently, LiNi0.582Mn0.388Al0.03O2 cathode delivers a high discharging capacity of 179 mAh g−1 at 1.0C with a capacity retention of 87.6% after 100 cycles. This study not only gives an in-depth understanding of the mechanism of electrochemical performance degradation for NM64 cathode, but also demonstrates an efficient solving approach through Al3+ complementary substitution.
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
wangyue发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
刚刚
espresso发布了新的文献求助20
1秒前
1秒前
搜集达人应助shanshan采纳,获得10
2秒前
高锰酸钾完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
hrh发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
优雅盼海完成签到,获得积分20
4秒前
xjc发布了新的文献求助10
4秒前
长情天川完成签到,获得积分10
4秒前
Tira完成签到,获得积分10
4秒前
英姑应助陈哈哈采纳,获得10
4秒前
党文英完成签到,获得积分10
5秒前
1615完成签到,获得积分10
5秒前
迦南完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
笨笨念真发布了新的文献求助10
6秒前
天真晓博完成签到,获得积分20
6秒前
靓丽的斑马完成签到,获得积分10
6秒前
于yu发布了新的文献求助10
6秒前
尼克发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
wgy完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
A Step-by-Step Guide to Qualitative Data Coding 2nd Edition 400
Impact of Storage Orientation and Duration on Prefilled Syringe Performance: Break-Loose and Glide Forces, and Injection Time Across Multiple Time Points 360
Programming for Chemical Engineers Using C, C++, and MATLAB 320
Birth of Twins After Genome Editing for HIV Resistance 300
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 6673667
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8421304
关于积分的说明 18002152
捐赠科研通 5885862
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2978704
邀请新用户注册赠送积分活动 1954566
关于科研通互助平台的介绍 1884742