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Conformal Prelithiation Nanoshell on LiCoO2 Enabling High-Energy Lithium-Ion Batteries.
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2020-05-06 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c01413 Xiaoxiao Liu 1 , Yuchen Tan 1 , Wenyu Wang 1 , Chunhao Li 1 , Zhi Wei Seh 2 , Li Wang 3 , Yongming Sun 1
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2020-05-06 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c01413 Xiaoxiao Liu 1 , Yuchen Tan 1 , Wenyu Wang 1 , Chunhao Li 1 , Zhi Wei Seh 2 , Li Wang 3 , Yongming Sun 1
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The initial lithium loss in lithium-ion batteries (LIBs) reduces their energy density (e.g., 15% or higher for LIBs using a Si-based anode). Herein, we report in situ chemical formation of a conformal Li2O/Co nanoshell (∼20 nm) on LiCoO2 particles as a high-capacity built-in prelithiation reagent to compensate this initial lithium loss. We show a 15 mAh g–1 increase in overall charge capacity for the LiCoO2 with 1.5 wt % Li2O/Co in comparison to the pristine LiCoO2 in virtue of the irreversible lithium extraction from the nanoshell (4Li2O + 3Co → 8Li+ + 8e– + Co3O4, 2Li2O → 4Li+ + 4e– + O2↑). Paired with a graphite–SiO anode, a full cell using such a LiCoO2 cathode demonstrates 11% higher discharge capacity (2.60 mAh cm–2) than that using pristine LiCoO2 (2.34 mAh cm–2) at 0.1 C, as well as stable battery cycling. Moreover, the prelithiated LiCoO2 is compatible with the current battery fabrication process.
中文翻译：
LiCoO2上的保形预锂化纳米壳，可实现高能锂离子电池。
锂离子电池（LIB）中的初始锂损耗会降低其能量密度（例如，使用基于Si的阳极的LIB的能量密度为15％或更高）。在本文中，我们报告了在LiCoO 2颗粒上原位化学形成的共形Li 2 O / Co纳米壳（约20 nm），作为高容量内置预锂化试剂来补偿此初始锂损失。我们显示，与原始LiCoO 2相比，具有1.5 wt％Li 2 O / Co的LiCoO 2的总充电容量增加了15 mAh g –1，这是由于从纳米壳中不可逆地提取锂（4Li 2 O + 3Co→ 8Li + + 8e – + Co 3Ò 4，2LI 2 O→4Li + + 4e中- + O 2 ↑）。与石墨-SiO阳极配对，使用这种LiCoO 2阴极的全电池在0.1 C时的放电容量（2.60 mAh cm –2）比使用原始LiCoO 2（2.34 mAh cm –2）高出11％，并且稳定的电池循环。而且，预锂化的LiCoO 2与当前的电池制造工艺兼容。
更新日期：2020-05-06
中文翻译：
LiCoO2上的保形预锂化纳米壳，可实现高能锂离子电池。
锂离子电池（LIB）中的初始锂损耗会降低其能量密度（例如，使用基于Si的阳极的LIB的能量密度为15％或更高）。在本文中，我们报告了在LiCoO 2颗粒上原位化学形成的共形Li 2 O / Co纳米壳（约20 nm），作为高容量内置预锂化试剂来补偿此初始锂损失。我们显示，与原始LiCoO 2相比，具有1.5 wt％Li 2 O / Co的LiCoO 2的总充电容量增加了15 mAh g –1，这是由于从纳米壳中不可逆地提取锂（4Li 2 O + 3Co→ 8Li + + 8e – + Co 3Ò 4，2LI 2 O→4Li + + 4e中- + O 2 ↑）。与石墨-SiO阳极配对，使用这种LiCoO 2阴极的全电池在0.1 C时的放电容量（2.60 mAh cm –2）比使用原始LiCoO 2（2.34 mAh cm –2）高出11％，并且稳定的电池循环。而且，预锂化的LiCoO 2与当前的电池制造工艺兼容。
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