Singlet oxygen evolution from layered transition metal oxide cathode materials and its implications for lithium-ion batteries

单线态氧 电解质 阴极 材料科学 电化学 氧化物 单重态 光化学 锂(药物) 离子 无机化学 化学 氧气 化学工程 电极 物理化学 激发态 有机化学 原子物理学 冶金 医学 内分泌学 工程类 物理
作者
Johannes Wandt,Anna T.S. Freiberg,A. Ogrodnik,Hubert A. Gasteiger
出处
期刊:Materials Today [Elsevier BV]
卷期号:21 (8): 825-833 被引量:402
标识
DOI:10.1016/j.mattod.2018.03.037
摘要

For achieving higher energy density lithium-ion batteries, the improvement of cathode active materials is crucial. The most promising cathode materials are nickel-rich layered oxides LiNixCoyMnzO2 (NCM) and over lithiated NCM (often called HE-NCM). Unfortunately, the full capacity of NCM cannot be utilized due to its limited cycle-life at high state-of-charge (SOC), while HE-NCM requires high voltages. By operando emission spectroscopy, we show for the first time that highly reactive singlet oxygen is released when charging NCM and HE-NCM to an SOC beyond ≈80%. In addition, on-line mass-spectrometry reveals the evolution of CO and CO2 once singlet oxygen is detected, providing significant evidence for the reaction between singlet oxygen and electrolyte to be a chemical reaction. It is controlled by the SOC rather than by potential, as would be the case for a purely electrochemical electrolyte oxidation. Singlet oxygen formation therefore imposes a severe challenge to the development of high-energy batteries based on layered oxide cathodes, shifting the focus of research from electrochemically stable 5 V-electrolytes to chemical stability toward singlet oxygen.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
bkagyin应助猪猪hero采纳,获得10
刚刚
自由的雪一完成签到,获得积分10
1秒前
Lucas应助wwe采纳,获得10
3秒前
3秒前
七七完成签到,获得积分10
4秒前
denny完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
正直尔曼完成签到,获得积分10
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助50
7秒前
8秒前
8秒前
11秒前
33发布了新的文献求助10
11秒前
圆圆发布了新的文献求助10
12秒前
zz发布了新的文献求助20
12秒前
wwe发布了新的文献求助10
14秒前
陈花蕾发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
路脚下完成签到 ,获得积分10
18秒前
震动的化蛹完成签到,获得积分20
19秒前
19秒前
hhr完成签到 ,获得积分10
19秒前
wwe完成签到,获得积分10
20秒前
如你所liao完成签到,获得积分10
21秒前
CodeCraft应助圆圆采纳,获得10
22秒前
科研通AI2S应助hh采纳,获得10
23秒前
24秒前
24秒前
27秒前
Ava应助zz采纳,获得10
27秒前
quzhenzxxx完成签到 ,获得积分10
28秒前
28秒前
和谐的白玉完成签到,获得积分10
28秒前
南边的海发布了新的文献求助10
28秒前
奋斗忆灵完成签到,获得积分10
28秒前
Hello应助wodetaiyangLLL采纳,获得10
28秒前
28秒前
wonhui发布了新的文献求助10
30秒前
稳重淇完成签到 ,获得积分10
31秒前
lewis17发布了新的文献求助10
32秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 500
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3954395
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3500338
关于积分的说明 11099177
捐赠科研通 3230855
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1786171
邀请新用户注册赠送积分活动 869840
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 801673