A perspective on the high-voltage LiMn1.5Ni0.5O 4 spinel cathode for lithium-ion batteries

Energy and Environmental Science

Volumn 7, Issue 4, 2014, Pages 1339-1350

  Manthiram, Arumugam ^a   Chemelewski, Katharine ^a   Lee, Eun Sung ^a  

^a UNIVERSITY OF TEXAS AT AUSTIN   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTROLYTES; GRAPHITE; LITHIUM; LITHIUM BATTERIES; NICKEL; POSITIVE IONS;

ACCEPTABLE PERFORMANCE; ANNEALING CONDITION; ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE; ELECTROLYTE ADDITIVES; ELEVATED TEMPERATURE; HIGH POWER CAPABILITY; HIGH-VOLTAGE SPINELS; SOLID ELECTROLYTE INTERPHASE;

CATHODES;

CATION; COMMERCIALIZATION; DISSOLUTION; ELECTROCHEMISTRY; ELECTRODE; ELECTROKINESIS; ELECTROLYTE; FUEL CELL; GRAPHITE; LITHIUM; MANGANESE; NICKEL; SPINEL;

EID: 84896974207     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3ee42981d     Document Type: Conference Paper

References (100)

1. M. Armand J. M. Tarascon Nature 2008 451 652
2. O. K. Park Y. Cho S. Lee H.-C. Yoo H.-K. Song J. Cho Energy Environ. Sci. 2011 4 1621
3. M. Tanaka A. Yamada Mater. Res. Bull. 1995 30 715 721
4. Y. Gao J. R. Dahn Solid State Ionics 1996 84 33 40
5. M. M. Thackeray M. F. Mansuetto J. B. Bates J. Power Sources 1997 68 153 158
6. D. Capsoni M. Bini G. Chiodelli V. Massarotti C. B. Azzoni M. Cristina Mozzati A. Comin Phys. Chem. Chem. Phys. 2001 3 2162 2166
7. Y. Xia T. Sakai T. Fujieda X. Q. Yang X. Sun Z. F. Ma J. McBreen M. Yoshio J. Electrochem. Soc. 2001 148 A723
8. Y. Shin A. Manthiram Chem. Mater. 2003 15 2954 2961
9. T. Ohzuku K. Ariyoshi S. Yamamoto J. Ceram. Soc. Jpn. 2002 110 501 505
10. Q. Zhong A. Bonakdarpour M. Zhang Y. Gao J. R. Dahn J. Electrochem. Soc. 1997 144 205
11. Y. Idemoto H. Narai N. Koura J. Power Sources 2003 119-121 125 129
12. K. Ariyoshi Y. Iwakoshi N. Nakayama T. Ohzuku J. Electrochem. Soc. 2004 151 A296
13. B. J. Hwang Y. W. Wu M. Venkateswarlu M. Y. Cheng R. Santhanam J. Power Sources 2009 193 828
14. E.-S. Lee K.-W. Nam E. Hu A. Manthiram Chem. Mater. 2012 24 3610 3620
15. J. Song D. W. Shin Y. Lu C. D. Amos A. Manthiram J. B. Goodenough Chem. Mater. 2012 24 3101 3109
16. E. McCalla J. R. Dahn Solid State Ionics 2013 242 1 9
17. E. McCalla A. W. Rowe R. Shunmugasundaram J. R. Dahn Chem. Mater. 2013 25 989 999
18. J. H. Kim C. S. Yoon S. T. Myung J. Prakash Y. K. Sun Electrochem. Solid-State Lett. 2004 7 A216
19. R. Alcantara M. Jaraba P. Lavela J. L. Tirado Electrochim. Acta 2002 47 1829
20. S. Myung S. Komaba N. Kumagai H. Yashiro H. T. Chung T. H. Cho Electrochim. Acta 2002 47 2543
21. J. H. Kim S. T. Myung C. S. Yoon S. G. Kang Y. K. Sun Chem. Mater. 2004 16 906 914
22. T. A. Arunkumar A. Manthiram Electrochem. Solid-State Lett. 2005 8 A403
23. Y. Terada K. Yasaka F. Nishikawa T. Konishi M. Yoshio I. Nakai J. Solid State Chem. 2001 156 286 291
24. M. Kunduraci G. G. Amatucci Electrochim. Acta 2008 53 4193 4199
25. M. Kunduraci J. F. Al-Sharab G. Amatucci Chem. Mater. 2006 18 3585 3592
26. M. Kunduraci G. G. Amatucci J. Power Sources 2007 165 359
27. Z. Moorhead-Rosenberg D. W. Shin K. R. Chemelewski J. B. Goodenough A. Manthiram Appl. Phys. Lett. 2012 100 213909
28. Z. Moorhead-Rosenberg K. R. Chemelewski J. B. Goodenough A. Manthiram J. Mater. Chem. A 2013 1 10745
29. J. Cabana M. Casas-Cabanas F. O. Omenya N. A. Chernova D. Zeng M. S. Whittingham C. P. Grey Chem. Mater. 2012 24 2952 2964
30. Y. Fan J. Wang X. Ye J. Zhang Mater. Chem. Phys. 2007 103 19 23
31. H.-L. Zhu Z.-Y. Chen S. Ji V. Linkov Solid State Ionics 2008 179 1788 1793
32. J. Cabana H. Zheng A. K. Shukla C. Kim V. S. Battaglia M. Kunduraci J. Electrochem. Soc. 2011 158 A997
33. Y. K. Yoon C. W. Park H. Y. Ahn D. H. Kim Y. S. Lee J. Kim J. Phys. Chem. Solids 2007 68 780 784
34. J. Liu A. Manthiram J. Electrochem. Soc. 2009 156 A833
35. T.-F. Yi X.-G. Hu J. Power Sources 2007 167 185 191
36. L. H. Chi N. N. Dinh S. Brutti B. Scrosati Electrochim. Acta 2010 55 5110
37. J. Hassoun K. S. Lee Y. K. Sun B. Scrosati J. Am. Chem. Soc. 2011 133 3139 3143
38. T. Yang K. Sun Z. Lei N. Zhang Y. Lang J. Alloys Compd. 2010 502 215 219
39. S. H. Park S. W. Oh S. H. Kang I. Belharouak K. Amine Y. K. Sun Electrochim. Acta 2007 52 7226
40. U. Lafont A. Anastasopol E. Garcia-Tamayo E. Kelder Thin Solid Films 2012 520 3464 3471
41. A. Cao A. Manthiram Phys. Chem. Chem. Phys. 2012 14 6724 6728
42. A. V. Churikov E. I. Kachibaya V. O. Sycheva I. A. Ivanishcheva R. I. Imnadze T. V. Paikidze A. V. Ivanishchev Russ. J. Electrochem. 2009 45 175 182
43. B. Hai A. K. Shukla H. Duncan G. Chen J. Mater. Chem. A 2013 1 759
44. S.-X. Zhao X.-F. Fan Y.-F. Deng C.-W. Nan Electrochim. Acta 2012 65 7 12
45. A. Yamada K. Miura K. Hinokuma M. Tanaka J. Electrochem. Soc. 1995 142 2149
46. E. Honsono T. Kudo I. Honma H. Matsuda H. Zhou Nano Lett. 2009 9 1045 1051
47. Z. Chen S. Qiu Y. Cao X. Ai K. Xie X. Hong H. Yang J. Mater. Chem. 2012 22 17768
48. J. S. Kim K. Kim W. Cho W. H. Shin R. Kanno J. W. Choi Nano Lett. 2012 12 6358 6365
49. K. R. Chemelewski D. W. Shin W. Li A. Manthiram J. Mater. Chem. A 2013 1 3347
50. K. R. Chemelewski E.-S. Lee W. Li A. Manthiram Chem. Mater. 2013 25 2890 2897
51. M. Hirayama H. Ido K. S. Kim W. Cho K. Tamura J. Mizuki R. Kanno J. Am. Chem. Soc. 2010 132 15268 15278
52. R. Benedek M. M. Thackeray J. Low T. Bučko J. Phys. Chem. C 2012 116 4050 4059
53. K. Leung J. Phys. Chem. C 2012 116 9852 9861
54. A. Karim S. Fosse K. A. Persson Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2013 87 075322
55. S. H. Oh S. H. Jeon W. I. Cho C. S. Kim B. W. Cho J. Alloys Compd. 2008 452 389 396
56. R. Alcántara M. Jaraba P. Lavela J. M. Lloris C. Pérez Vicente J. L. Tirado J. Electrochem. Soc. 2005 152 A13
57. J. Liu A. Manthiram J. Phys. Chem. C 2009 113 15073 15079
58. M.-W. Jang H.-G. Jung B. Scrosati Y.-K. Sun J. Power Sources 2012 220 354 359
59. D. Liu Y. Lu J. B. Goodenough J. Electrochem. Soc. 2010 157 A1269
60. M. Aklalouch J. M. Amarilla I. Saadoune J. M. Rojo J. Power Sources 2011 196 10222 10227
61. D. W. Shin A. Manthiram Electrochem. Commun. 2011 13 1213
62. G. Fey J. Power Sources 2003 115 332 345
63. G. B. Zhong Y. Y. Wang Z. C. Zhang C. H. Chen Electrochim. Acta 2011 56 6554 6561
64. E.-S. Lee A. Manthiram J. Mater. Chem. A 2013 1 3118
65. K. R. Chemelewski A. Manthiram J. Phys. Chem. C 2013 117 12465 12471
66. D. W. Shin C. A. Bridges A. Huq M. P. Paranthaman A. Manthiram Chem. Mater. 2012 24 3720 3731
67. K. R. Chemelewski W. Li A. Gutierrez A. Manthiram J. Mater. Chem. A 2013 1 15334 15341
68. D. Aurbach B. Markovsky G. Salitra E. Markevich Y. Talyossef M. Koltypin L. Nazar B. Ellis D. Kovacheva J. Power Sources 2007 165 491 499
69. L. Yang B. Ravdel B. L. Lucht Electrochem. Solid-State Lett. 2010 13 A95
70. T. Noguchi I. Yamazaki T. Numata M. Shirakata J. Power Sources 2007 174 359 365
71. J. Liu A. Manthiram J. Electrochem. Soc. 2009 156 A66
72. J. Y. Shi C.-W. Yi K. Kim J. Power Sources 2010 195 6860 6866
73. Y. Fan J. Wang Z. Tang W. He J. Zhang Electrochim. Acta 2007 52 3870 3875
74. X. Fang M. Ge J. Rong C. Zhou J. Mater. Chem. A 2013 1 4083
75. A. M. Kannan A. Manthiram Electrochem. Solid-State Lett. 2002 5 A167
76. Z. Zheng Z. Tang Z. Zhang W. Shen Y. Lin Solid State Ionics 2002 148 317 321
77. J. S. Gnanaraj V. G. Pol A. Gedanken D. Aurbach Electrochem. Commun. 2003 5 940 945
78. M. M. Thackeray C. S. Johnson J. S. Kim K. C. Lauzze J. T. Vaughey N. Dietz D. Abraham S. A. Hackney W. Zeltner M. A. Anderson Electrochem. Commun. 2003 5 752 758
79. A. Eftekhari Solid State Ionics 2004 167 237 242
80. J. S. Kim C. S. Johnson J. T. Vaughey S. A. Hackney K. A. Walz W. A. Zeltner M. A. Anderson M. M. Thackeray J. Electrochem. Soc. 2004 151 A1755
81. S.-W. Lee K.-S. Kim H.-S. Moon H.-J. Kim B.-W. Cho W.-I. Cho J.-B. Ju J.-W. Park J. Power Sources 2004 126 150 155
82. J.-M. Han S.-T. Myung Y.-K. Sun J. Electrochem. Soc. 2006 153 A1290
83. G. M. Koenig I. Belharouak H. Deng Y.-K. Sun K. Amine Chem. Mater. 2011 23 1954 1963
84. Y. Cho S. Lee Y. Lee T. Hong J. Cho Adv. Energy Mater. 2011 1 821 828
85. N. V. Kosova E. T. Devyatkina V. V. Kaichev A. B. Slobodyuk Solid State Ionics 2011 192 284 288
86. S.-T. Myung K.-S. Lee D.-W. Kim B. Scrosati Y.-K. Sun Energy Environ. Sci. 2011 4 935
87. Q. Wei X. Wang X. Yang B. Ju B. Hu H. Shu W. Wen M. Zhou Y. Song H. Wu H. Hu J. Mater. Chem. A 2013 1 4010
88. B. Markovsky Y. Talyossef G. Salitra D. Aurbach H.-J. Kim S. Choi Electrochem. Commun. 2004 6 821 826
89. Z. Zhang L. Hu H. Wu W. Weng M. Koh P. C. Redfern L. A. Curtiss K. Amine Energy Environ. Sci. 2013 6 1806
90. L. Hu Z. Zhang K. Amine Electrochem. Commun. 2013 35 76 79
91. M. Xu L. Zhou Y. Dong Y. Chen A. Garsuch B. L. Lucht J. Electrochem. Soc. 2013 160 A2005 A2013
92. M. Xu D. Lu A. Garsuch B. L. Lucht J. Electrochem. Soc. 2012 159 A2130 A2134
93. A. von Cresce K. Xu J. Electrochem. Soc. 2011 158 A337 A342
94. Y. Talyosef B. Markovsky G. Salitra D. Aurbach H.-J. Kim S. Choi J. Power Sources 2005 146 664 669
95. N. P. W. Pieczonka Z. Liu P. Lu K. L. Olson J. Moote B. R. Powell J.-H. Kim J. Phys. Chem. C 2013 117 15947 15957
96. J.-H. Kim N. P. W. Pieczonka Z. Li Y. Wu S. Harris B. R. Powell Electrochim. Acta 2013 90 556 562
97. N. Mahootcheianasl J.-H. Kim N. P. W. Pieczonka Z. Liu Y. Kim Electrochem. Commun. 2013 32 1 4
98. X. Xiao D. Ahn Z. Liu J.-H. Kim P. Lu Electrochem. Commun. 2013 32 31 34
99. J. Zheng J. Xiao Z. Nie J.-G. Zhang J. Electrochem. Soc. 2013 160 A1264 A1268
100. H.-G. Jung M. W. Jang J. Hassoun Y.-K. Sun B. Scrosati Nat. Commun. 2011 2 1 5