Cation and anion Co-doping synergy to improve structural stability of Li- and Mn-rich layered cathode materials for lithium-ion batteries

材料科学 离子 阴极 收缩率 锂(药物) 兴奋剂 化学工程 结构稳定性 纳米技术 复合材料 光电子学 物理化学 冶金 有机化学 化学 内分泌学 工程类 医学 结构工程
作者
Guorong Chen,Juan An,Yiming Meng,Changzhou Yuan,Bryan Matthews,Fei Dou,Liyi Shi,Yongfeng Zhou,Pingan Song,Gang Wu,Dengsong Zhang
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:57: 157-165 被引量:212
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2018.12.049
摘要

Cobalt-free Li and Mn-rich layered cathode materials are promising for next generation lithium ion batteries due to their high specific capacity and low cost. However, these materials are facing serious issues, such as structural collapse due to volume shrinkage during Ni2+ oxidation to Ni4+ and oxygen vacancy generation over 4.5V. In this work, we report a strategy to address the issue of volume shrinkage caused by structural deformation via constructing a large-size rigid frame by simultaneously doping inactive and large radius atoms of Cd and S. This strategy significantly reduces the volume shrinkage when fully delithiated relative to the pristine material. The Cd- and S-doped cathode materials present a highly reversible structure, which were determined by using HAADF-STEM and in-situ XRD characterization. The doped Cd and S atoms act as supporting atoms and synergistically enlarge the layer spacing of crystalline from 0.455 to 0.483 nm. The in-situ XRD monitors the structural changes in real time during charging and discharging processes, further verifying structural stability during cycling. Due to the unique structural properites, an initial capacity of 268.5 mAh g−1 at 0.1 C along with a good rate capacity of 153.8 mAh g−1 at 5 C were achieved. Also, a capacity of 243.4 mAh g-1 at 0.1 C over 80 cycles indicate good cyclic stability of the co-doped Li- and Mn-rich layered cathode.
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
是昔流芳发布了新的文献求助10
刚刚
www发布了新的文献求助10
刚刚
2秒前
无辜的垣完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
雪雾发布了新的文献求助10
2秒前
王粒伊完成签到,获得积分10
2秒前
hq6045x完成签到,获得积分10
3秒前
义气天真完成签到,获得积分10
4秒前
超帅柚子完成签到,获得积分10
4秒前
y异类发布了新的文献求助20
4秒前
正直的旭尧完成签到 ,获得积分10
5秒前
HMBB完成签到,获得积分10
5秒前
思瀚完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
科研通AI2S应助慢慢采纳,获得30
6秒前
Leon Lai发布了新的文献求助10
7秒前
猕猴桃完成签到,获得积分20
7秒前
顺心人达完成签到 ,获得积分10
8秒前
科研通AI6.4应助he采纳,获得10
8秒前
TOPMKTER完成签到,获得积分10
8秒前
CornellRong完成签到,获得积分20
9秒前
aa123han完成签到,获得积分10
9秒前
传奇3应助Elaiuk采纳,获得10
9秒前
9秒前
luojh03发布了新的文献求助10
9秒前
payson完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
自由可兰完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
科研通AI6.2应助SGLY采纳,获得10
10秒前
陈俊彰完成签到,获得积分10
11秒前
猕猴桃发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
您晓发布了新的文献求助10
12秒前
Shaynin完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
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 6442284
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8256187
关于积分的说明 17580692
捐赠科研通 5500876
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900478
邀请新用户注册赠送积分活动 1877445
关于科研通互助平台的介绍 1717243