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
sun完成签到,获得积分10
刚刚
yyy发布了新的文献求助10
刚刚
哈哈发布了新的文献求助10
刚刚
松树顶上鹧鸪鸣完成签到,获得积分10
1秒前
老实的孤丹完成签到,获得积分10
1秒前
shawnho完成签到,获得积分10
1秒前
xinxin完成签到,获得积分10
1秒前
Liar完成签到,获得积分10
2秒前
自由的雅容完成签到,获得积分10
2秒前
火星上誉完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
糖诗完成签到 ,获得积分10
3秒前
OR完成签到,获得积分10
3秒前
haha完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
糖丸完成签到,获得积分10
3秒前
落寞怀柔完成签到,获得积分10
4秒前
程默默完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
酷波er应助clownnn采纳,获得10
5秒前
聪明可冥完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI6.2应助12138采纳,获得10
6秒前
小林不熬夜完成签到,获得积分10
6秒前
煎饼狗子发布了新的文献求助10
6秒前
Owen应助111采纳,获得10
6秒前
yongziwu完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
清水巍少完成签到,获得积分10
7秒前
无情的舞仙完成签到,获得积分10
8秒前
小松松完成签到,获得积分10
8秒前
anqi完成签到,获得积分10
8秒前
ppsweek发布了新的文献求助10
8秒前
zym完成签到 ,获得积分10
9秒前
小郭小郭福气多多完成签到,获得积分10
9秒前
小二郎应助哈哈采纳,获得10
9秒前
艾雪完成签到,获得积分10
9秒前
rocky完成签到,获得积分10
10秒前
迪迪子完成签到,获得积分10
10秒前
ying完成签到,获得积分20
10秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Introduction to Cosmetic Formulation and Technology, 2nd Edition 400
Petrology and Plate Tectonics,2025 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
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 6689340
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8433130
关于积分的说明 18016643
捐赠科研通 5915335
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2984255
邀请新用户注册赠送积分活动 1960276
关于科研通互助平台的介绍 1898418