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Integrated Surface Functionalization of Li-Rich Cathode Materials for Li-Ion Batteries
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2018-11-07 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.8b16319 Dandan Wang 1 , Tinghua Xu 1 , Yaping Li 1 , Du Pan 1 , Xia Lu 2 , Yong-Sheng Hu 3 , Sheng Dai 4 , Ying Bai 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2018-11-07 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.8b16319 Dandan Wang 1 , Tinghua Xu 1 , Yaping Li 1 , Du Pan 1 , Xia Lu 2 , Yong-Sheng Hu 3 , Sheng Dai 4 , Ying Bai 1
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As candidates for high-energy density cathodes, lithium-rich (Li-rich) layered materials have attracted wide interest for next-generation Li-ion batteries. In this work, surface functionalization of a typical Li-rich material Li1.2Mn0.56Ni0.17Co0.07O2 is optimized by fluorine (F)-doped Li2SnO3 coating layer and electrochemical performances are also enhanced accordingly. The results demonstrate that F-doped Li2SnO3-modified material exhibits the highest capacity retention (73% after 200 cycles), with approximately 1.2, 1.4, and 1.5 times of discharge capacity for Li2SnO3 surface-modified, F-doped, and pristine electrodes, respectively. To reveal the fundamental enhancement mechanism, intensive surface Li+ diffusion kinetics, postmortem structural characteristics, and aging tests are performed for four sample systems. The results show that the integrated coating layer plays an important role in addressing interface compatibility, not only limited in stabilizing the bulk structure and suppressing side reactions, synergistically contributing to the performance enhancement for the active electrodes. These findings not only pave the way to commercial application of the Li-rich material but also shed new light on surface modification in batteries and other energy storage fields.
中文翻译：
用于锂离子电池的富锂正极材料的集成表面功能化
作为高能量密度阴极的候选材料，富锂（富锂）层状材料引起了下一代锂离子电池的广泛兴趣。在这项工作中，典型的富锂材料Li 1.2 Mn 0.56 Ni 0.17 Co 0.07 O 2的表面功能化是通过掺氟（F）的Li 2 SnO 3涂层来优化的，因此电化学性能也得到了提高。结果表明，掺F的Li 2 SnO 3改性材料表现出最高的容量保持率（200次循环后为73％），其放电容量约为Li 2 SnO的1.2倍，1.4倍和1.5倍3个表面修饰电极，F掺杂电极和原始电极。为了揭示基本的增强机理，对四个样品系统进行了强化的表面Li +扩散动力学，验尸结构特征和老化测试。结果表明，集成涂层在解决界面相容性方面起着重要作用，不仅限于稳定整体结构和抑制副反应，还协同促进了活性电极的性能提高。这些发现不仅为富锂材料的商业应用铺平了道路，而且为电池和其他储能领域的表面改性提供了新的思路。
更新日期：2018-11-07
中文翻译：
用于锂离子电池的富锂正极材料的集成表面功能化
作为高能量密度阴极的候选材料，富锂（富锂）层状材料引起了下一代锂离子电池的广泛兴趣。在这项工作中，典型的富锂材料Li 1.2 Mn 0.56 Ni 0.17 Co 0.07 O 2的表面功能化是通过掺氟（F）的Li 2 SnO 3涂层来优化的，因此电化学性能也得到了提高。结果表明，掺F的Li 2 SnO 3改性材料表现出最高的容量保持率（200次循环后为73％），其放电容量约为Li 2 SnO的1.2倍，1.4倍和1.5倍3个表面修饰电极，F掺杂电极和原始电极。为了揭示基本的增强机理，对四个样品系统进行了强化的表面Li +扩散动力学，验尸结构特征和老化测试。结果表明，集成涂层在解决界面相容性方面起着重要作用，不仅限于稳定整体结构和抑制副反应，还协同促进了活性电极的性能提高。这些发现不仅为富锂材料的商业应用铺平了道路，而且为电池和其他储能领域的表面改性提供了新的思路。
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