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Approaching Ultimate Synthesis reaction Rate of Ni-Rich Layered Cathodes for Lithium-Ion Batteries

Nano-Micro Letters 2024年第10期16卷 392-402页

作者： Zhedong Liu Jingchao Zhang Jiawei Luo Zhaoxin Guo Haoran Jiang Zekun Li Yuhang Liu Zijing Song Rui Liu Wei-Di Liu Wenbin Hu Yanan Chen School of Materials Science and Engineering Tianjin UniversityTianjin 300072People's Republic of China School of Materials Science and Engineering Shandong University of Science and TechnologyQingdao 266590People's Republic of China Australian Institute of Bioengineering and Nanotechnology The University of QueenslandSt LuciaQLD 4072Australia

Nickel-rich layered oxide LiNi_(x)Co_(y)MnzO_(2)(NCM,x+y+z=1)is the most promising cathode material for high-energy lithium-ion ***,conventional synthesis methods are limited by the slow heating rate,sluggish reaction dynamics,high energy consumption,and long reaction *** overcome these chal-lenges,we first employed a high-temperature shock(HTS)strategy for fast synthesis of the NCM,and the approaching ultimate reaction rate of solid phase transition is deeply investigated for the first *** the HTS process,ultrafast average reaction rate of phase transition from Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)(OH)_(2) to Li-containing oxides is 66.7(%s^(-1)),that is,taking only 1.5 *** ultrahigh heating rate leads to fast reaction kinetics,which induces the rapid phase transition of NCM *** HTS-synthesized nickel-rich layered oxides perform good cycling performances(94%for NCM523,94%for NCM622,and 80%for NCM811 after 200 cycles at 4.3 V).These findings might also assist to pave the way for preparing effectively Ni-rich layered oxides for lithium-ion batteries.

关键词： Nickel-rich layered oxides High-temperature shock solid reaction kinetics Phase transition reaction rate

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