Tuning Li occupancy and local structures for advanced Co-free Ni-rich positive electrodes
Li, Hang (Institute for Applied Materials)
Liu, Hao (Institute for Applied Materials)
Luo, Shunrui (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Arbiol i Cobos, Jordi (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Suard, Emmanuelle (Institute Laue-Langevin)
Bergfeldt, Thomas (Institute for Applied Materials)
Missyul, Alexander (ALBA Laboratori de Llum de Sincrotró)
Baran, Volodymyr (Deutsches Elektronen-Synchrotron)
Mangold, Stefan (Institute for Photon Science and Synchrotron Radiation)
Zhang, Yongchao (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Hua, Weibo (Xi'an Jiaotong University)
Knapp, Michael (Institute for Applied Materials)
Ehrenberg, Helmut (Institute for Applied Materials)
Pan, Feng (Peking University Shenzhen Graduate School)
Indris, Sylvio (Université Mohammed VI Polytechnique)

Fecha:	2025
Resumen:	Structure evolution and surface reactivity have long been regarded as the most crucial points for studying Ni-rich positive electrodes for Li-ion batteries. Unfortunately, the influence of Li occupancy as a single factor on electro-chemomechanical stability has been overlooked and is missing, owing to the challenge of Li determination in the lattice. Here, a comprehensive analysis reveals different Li occupancies and related structural domains (Ni/Li exchange, LiaXOb, Li/Mn/X(Ni) ordering domains, X = Nb5+, W6+, and Mo6+) by using a combination of Li-sensitive characterization techniques. By introducing a Li-regulation strategy, the relative ratio of each domain is effectively tuned in the Ni-rich positive electrodes. Through tuning, two specific positive electrodes are designed, exhibiting notable improvement in battery cyclability. The specific Li structural units induce significant changes in redox mechanisms. This Li-occupancy-tuning approach highlights the necessity of focusing on Li distribution and opens up ideas for designing advanced Ni-rich positive electrodes with high durability.
Ayudas:	Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-00457 Agencia Estatal de Investigación PID2020-116093RB-C43 Agencia Estatal de Investigación CEX2021-001214-S
Derechos:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Lengua:	Anglès
Documento:	Article ; recerca ; Versió publicada
Publicado en:	Nature communications, Vol. 16 (March 2025) , art. 2203, ISSN 2041-1723

DOI: 10.1038/s41467-025-57063-7
PMID: 40044666

12 p, 2.5 MB

El registro aparece en las colecciones:
Documentos de investigación > Documentos de los grupos de investigación de la UAB > Centros y grupos de investigación (producción científica) > Ciencias > Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Documentos de investigación > Documentos de los grupos de investigación de la UAB > Centros y grupos de investigación (producción científica) > Ciencias > El Sincrotrón ALBA
Artículos > Artículos de investigación
Artículos > Artículos publicados