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:28
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
1秒前
科目三应助维生素采纳,获得10
1秒前
1秒前
今天只做一件事完成签到,获得积分0
2秒前
舒心的寻琴发布了新的文献求助200
6秒前
科研通AI2S应助栗子栗栗子采纳,获得10
6秒前
向北游发布了新的文献求助10
6秒前
111完成签到,获得积分10
6秒前
秭归子归发布了新的文献求助10
6秒前
lixin1924应助炙热机器猫采纳,获得10
6秒前
科研通AI6.2应助Hopeful采纳,获得10
6秒前
Xiuxiu完成签到,获得积分20
6秒前
领导范儿应助白白采纳,获得10
6秒前
zhj发布了新的文献求助10
7秒前
饱满发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
棒棒羊完成签到,获得积分10
10秒前
folk完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
Twonej应助852采纳,获得50
11秒前
11秒前
xiuxiu完成签到,获得积分20
11秒前
赘婿应助12采纳,获得10
12秒前
小小雪发布了新的文献求助10
13秒前
zan12131发布了新的文献求助10
14秒前
维生素发布了新的文献求助10
14秒前
zhj完成签到,获得积分10
14秒前
小周发布了新的文献求助10
14秒前
欢呼的寄灵完成签到 ,获得积分10
15秒前
Gigi发布了新的文献求助10
16秒前
活力冬日发布了新的文献求助10
16秒前
21秒前
怕孤独的凝海完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
22秒前
坚强皮皮虾完成签到,获得积分20
23秒前
深情安青应助wjq采纳,获得10
23秒前
高分求助中
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Writing Systems 500
Understanding Modeling and Simulation of Polymerization Reactions 400
Invited Discussant 63O and 64O 400
A revision of Limenitis helmanni and its related species (Nymphalidae) from Central and South China 400
Direct and Iterative Linear System Solvers 400
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 6822540
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8535503
关于积分的说明 18168099
捐赠科研通 6157342
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3033835
关于科研通互助平台的介绍 2013907
邀请新用户注册赠送积分活动 2010881