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Enhanced rate capability and mitigated capacity decay of ultrahigh-nickel cobalt-free LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2) cathode at high-voltage by selective tungsten substitution

引用

Chinese Chemical Letters 2023年第7期34卷 354-359页

作者： Xingyuan Wang Bao Zhang Zhiming Xiao Lei Ming Minghuang Li Lei Cheng Xing Ou Engineering Research Center of the Ministry of Education for Advanced Battery Materials School of Metallurgy and EnvironmentCentral South UniversityChangsha 410083China

Owing to the further requirement for electric vehicle market, it is appropriate to lower the cost and improve the energy density of lithium-ion batteries by adopting the Co-free and Ni-rich layered ***, their practical application is severely limited by structural instability and slow kinetics. Herein,ultrahigh-nickel cobalt-free LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2) cathode is elaborate designed via in-situ trace substitution of tungsten by a wet co-precipitation method following by high-temperature sintering. It is revealed that the in-situ doping strategy of high valence W^(6+) can effectively improve the structure stability by reducing irreversible phase transition and suppressing the formation of microcracks. Moreover, the transformed fine particles determined by W-doping can facilitate the kinetic characteristics by shortening Li^(+) diffusion paths. As expected, 0.3 mol% W-doped LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2) cathode exhibits a high specific capacity of 143.5 mAh/g after 200 cycles at high rate of 5 C in the wide potential range of 2.8-4.5 V, representing a potential next-generation cathode with low-cost, high energy-density and fast-charging capabilities.

关键词： Lithium-ion batteries Ultrahigh-nickel cobalt-free cathode In-situ tungsten doping high cut-off voltage Rapid charge performance

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