Structural and Electrochemical Impacts of Mg/Mn Dual Dopants on the LiNiO2 Cathode in Li-Metal Batteries

材料科学 阴极 掺杂剂 电化学 化学工程 金属 对偶(语法数字) 无机化学 兴奋剂 电极 冶金 化学 物理化学 工程类 艺术 文学类 光电子学
作者
Linqin Mu,Wang Hay Kan,Chunguang Kuai,Zhijie Yang,Luxi Li,Cheng‐Jun Sun,Sami Sainio,Maxim Avdeev,Dennis Nordlund,Feng Lin
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:12 (11): 12874-12882 被引量:81
标识
DOI:10.1021/acsami.0c00111
摘要

Doping chemistry has been regarded as an efficient strategy to overcome some fundamental challenges facing the "no-cobalt" LiNiO2 cathode materials. By utilizing the doping chemistry, we evaluate the battery performance and structural/chemical reversibility of a new no-cobalt cathode material (Mg/Mn-LiNiO2). The unique dual dopants drive Mg and Mn to occupy the Li site and Ni site, respectively. The Mg/Mn-LiNiO2 cathode delivers smooth voltage profiles, enhanced structural stability, elevated self-discharge resistance, and inhibited nickel dissolution. As a result, the Mg/Mn-LiNiO2 cathode enables improved cycling stability in lithium metal batteries with the conventional carbonate electrolyte: 80% capacity retention after 350 cycles at C/3, and 67% capacity retention after 500 cycles at 2C (22 °C). We then take the Mg/Mn-LiNiO2 as the platform to investigate the local structural and chemical reversibility, where we identify that the irreversibility takes place starting from the very first cycle. The highly reactive surface induces the surface oxygen loss, metal reduction reaching the subsurface, and metal dissolution. Our data demonstrate that the dual dopants can, to some degree, mitigate the irreversibility and improve the cycling stability of LiNiO2, but more efforts are needed to eliminate the key challenges of these materials for battery operation in the conventional carbonate electrolyte.
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
wentyli完成签到,获得积分10
刚刚
Galaxy完成签到,获得积分10
刚刚
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
1秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
冷暖自知完成签到 ,获得积分10
1秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得30
1秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
斩妖凉发布了新的文献求助10
1秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
Aurora_Hu完成签到,获得积分10
2秒前
自由安柏应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
芊芊应助科研通管家采纳,获得30
2秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
Y-99发布了新的文献求助10
4秒前
SS完成签到,获得积分10
4秒前
huangbing123发布了新的文献求助10
4秒前
火辣蛤蟆发布了新的文献求助10
5秒前
梓榆发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
宅木发布了新的文献求助10
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
今天搞学问没完成签到,获得积分10
6秒前
Shandongdaxiu发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
111完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI5应助dudu采纳,获得10
8秒前
1_1完成签到,获得积分10
8秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
Statistical Methods for the Social Sciences, Global Edition, 6th edition 600
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
The Insulin Resistance Epidemic: Uncovering the Root Cause of Chronic Disease  500
Walter Gilbert: Selected Works 500
An Annotated Checklist of Dinosaur Species by Continent 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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3662961
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3223721
关于积分的说明 9752858
捐赠科研通 2933645
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1606229
邀请新用户注册赠送积分活动 758325
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 734785