Surface Chemistry Dependence on Aluminum Doping in Ni-rich LiNi0.8Co0.2−yAlyO2 Cathodes
Surface Chemistry Dependence on Aluminum Doping in Ni-rich LiNi0.8Co0.2−yAlyO2 Cathodes
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富镍 LiNi0.8Co0.2−yAlyO2 阴极中铝掺杂的表面化学依赖性
DOI：
10.1038/s41598-019-53932-6
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发表时间：
2019
影响因子：
4.6
通讯作者：
Badway, Fadwa
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lebens-Higgins, Zachary W.;Halat, David M.;Faenza, Nicholas V.;Wahila, Matthew J.;Mascheck, Manfred;Wiell, Tomas;Eriksson, Susanna K.;Palmgren, Paul;Rodriguez, Jose;Badway, Fadwa
铝是氧化物阴极中常见的掺杂剂，用于改善本体和阴极-电解质界面（CEI）稳定性。已知块体中的铝增强结构和热稳定性，但铝在CEI中的确切影响仍不清楚。为了解决这个问题，我们利用X射线光电子和吸收光谱的组合来确定铝表面环境和富镍LiNi0.8Co0.2− yAlyO 2（0%，5%或20% Al）层状氧化物阴极在4.75 V热应力（60 °C）下测试的过渡金属还原程度。对于这些测试，我们比较了传统的LiPF 6盐与更热稳定的LiBF 4盐。CEI层在这两种电解质盐之间固有地不同，特别是对于最高水平的Al掺杂（20%），其中对于LiPF 6（LiBF 4）发现较厚（较薄）的CEI层。聚焦于铝环境，我们揭示了表面铝物种的类型取决于电解质盐，如Al-O-F-和Al-F-类物种时，分别使用LiPF 6和LiBF 4，形成。在这两种情况下，我们发现阴极电解质反应驱动形成一个保护性的Al-F-like屏障在CEI在Al掺杂的氧化物阴极。
Aluminum is a common dopant across oxide cathodes for improving the bulk and cathode-electrolyte interface (CEI) stability. Aluminum in the bulk is known to enhance structural and thermal stability, yet the exact influence of aluminum at the CEI remains unclear. To address this, we utilized a combination of X-ray photoelectron and absorption spectroscopy to identify aluminum surface environments and extent of transition metal reduction for Ni-rich LiNi0.8Co0.2−yAlyO2(0%, 5%, or 20% Al) layered oxide cathodes tested at 4.75 V under thermal stress (60 °C). For these tests, we compared the conventional LiPF6salt with the more thermally stable LiBF4salt. The CEI layers are inherently different between these two electrolyte salts, particularly for the highest level of Al-doping (20%) where a thicker (thinner) CEI layer is found for LiPF6(LiBF4). Focusing on the aluminum environment, we reveal the type of surface aluminum species are dependent on the electrolyte salt, as Al-O-F- and Al-F-like species form when using LiPF6and LiBF4, respectively. In both cases, we find cathode-electrolyte reactions drive the formation of a protective Al-F-like barrier at the CEI in Al-doped oxide cathodes.
影响因子：
5.6
作者：
T. Doi;Ryo Matsumoto;Ziyang Cao;M. Haruta;M. Hashinokuchi;M. Inaba
通讯作者：
T. Doi;Ryo Matsumoto;Ziyang Cao;M. Haruta;M. Hashinokuchi;M. Inaba
影响因子：
8.6
作者：
Clement, Raphaele J.;Kitchaev, Daniil;Ceder, Gerbrand
通讯作者：
Ceder, Gerbrand
钴 (III) 对 LiAlxCo1-xO2 中 27Al NMR 化学位移的影响
DOI：
--
发表时间：
2001
期刊：
影响因子：
--
作者：
E. Gaudin;F. Taulelle;R. Stoyanova;E. Zhecheva;R. Alcántara;P. Lavela;J. Tirado
通讯作者：
J. Tirado