The mechanism of side reaction induced capacity fading of Ni-rich cathode materials for lithium ion batteries

阴极 电解质 材料科学 锂(药物) 离子 涂层 化学工程 电极 沉积(地质) 纳米技术 化学 有机化学 工程类 内分泌学 生物 物理化学 古生物学 医学 沉积物
作者
Daozhong Hu,Yuefeng Su,Lai Chen,Ning Li,Liying Bao,Yun Lu,Qiyu Zhang,Jing Wang,Shi Chen,Feng Wu
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:58: 1-8 被引量:113
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2020.09.031
摘要

Ni-rich cathode materials show great potential of applying in high-energy lithium ion batteries, but their inferior cycling stability hinders this process. Study on the electrode/electrolyte interfacial reaction is indispensable to understand the capacity failure mechanism of Ni-rich cathode materials and further address this issue. This work demonstrates the domain size effects on interfacial side reactions firstly, and further analyzes the inherent mechanism of side reaction induced capacity decay through comparing the interfacial behaviors before and after MgO coating. It has been determined that LiF deposition caused thicker SEI films may not increase the surface film resistance, while HF erosion induced surface phase transition will increase the charge transfer resistance, and the later plays the dominant factor to declined capacity of Ni-rich cathode materials. This work suggests strategies to suppress the capacity decay of layered cathode materials and provides a guidance for the domain size control to match the various applications under different current rates.
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