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Mesoscale interplay among composition heterogeneity,lattice deformation,and redox stratification in single-crystalline layered oxide cathode

引用

eScience 2024年第4期4卷 96-102页

作者： Zhichen Xue Feixiang Wu Mingyuan Ge Xiaojing Huang Yong SChu Piero Pianetta Yijin Liu School of Metallurgy and Environment Central South UniversityChangsha 410083China Stanford Synchrotron Radiation Lightsource SLAC National Accelerator LaboratoryMenlo ParkCA 94025USA National Synchrotron Light Source II Brookhaven National LaboratoryBuilding 743 Ring RoadUptonNY 11973USA Walker Department of Mechanical Engineering The University of Texas at AustinAustinTX 78712USA

Single-crystalline layered oxide materials for lithium-ion batteries are featured by their excellent capacity retention over their polycrystalline counterparts,making them sought-after cathode *** capacity degradation,however,becomes more severe under high-voltage cycling,hindering many high-energy *** has long been speculated that the interplay among composition heterogeneity,lattice deformation,and redox stratification could be a driving force for the performance *** underlying mechanism,however,is not *** this study,we use X-ray microscopy to systematically examine single-crystalline NMC particles at the *** technique allows us to capture detailed signals of diffraction,spectroscopy,and fluorescence,offering spatially resolved multimodal *** on early high-voltage charging cycles,we uncover heterogeneities in valence states and lattice structures that are inherent rather than caused by electrochemical *** heterogeneities are closely associated with compositional variations within individual *** findings provide useful insights for refining material synthesis and processing for enhanced battery longevity and efficiency.

关键词： Single-crystalline layered oxide cathode composition heterogeneity Lattice deformation Redox stratification

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