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高能量密度锂离子电池用掺锌高镍、低钴层状氧化物阴极( Zinc-Doped High-Nickel, Low-Cobalt Layered Oxide Cathodes for High-Energy-Density Lithium-Ion Batteries )
Z Cui Q Xie A Manthiram electrode-electrolyte interphases phase transitions zinc doping high-nickel layered oxides lithium-ion batteries
Ni含量大于90%的高Ni层状氧化物是高能量密度锂离子电池的候选阴极。然而，剧烈的电极-电解质反应和机械降解问题限制了它们的循环寿命和实际可行性。我们在这里证明了在超高Ni基线阴极材料LiNi0.94Co0.06O2(NC)中加入2mol%Zn2+得到的LiNi0.94Co0.04Zn0.02O1.99(NCZ)具有优越的电池性能。在用石墨阳极组装的全电池中，在500次循环后，NCZ保留了初始容量的74%，优于NC（62%保留率）。与NC相比，NCZ具有更高的平均放电电压，在半电池130次循环后，平均电压保持率超过99%。体结构研究表明，Zn掺杂促进了更平滑的相变，抑制了各向异性晶格畸变，保持了阴极颗粒的机械完整性。此外，与NC中严重退化的表面化学相比，NCZ在长期循环后显示出增强的界面稳定性。为设计高能量密度、高Ni层状氧化物阴极提供了可行的途径。
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