Structural and chemical evolution of Li- and Mn-rich layered cathode material

Chemistry of Materials

Volumn 27, Issue 4, 2015, Pages 1381-1390

  Zheng, Jianming ^a   Xu, Pinghong ^b   Gu, Meng ^c   Xiao, Jie ^a   Browning, Nigel D ^a,b   Yan, Pengfei ^c   Wang, Chongmin ^c   Zhang, Ji Guang ^a  

^a PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^c PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATHODES; DEGRADATION; ELECTRODES; LITHIUM; LITHIUM ALLOYS; LITHIUM COMPOUNDS; LITHIUM-ION BATTERIES; MANGANESE; OXYGEN; OXYGEN VACANCIES; PHASE TRANSITIONS; ROCKS; SALT DEPOSITS; SOLVENTS; STABILITY; VACANCIES;

CAPACITY DEGRADATION; CATION REDISTRIBUTION; HIGH ENERGY DENSITIES; HYDROTHERMAL-ASSISTED; LAYERED CATHODE MATERIALS; PREPARATION CONDITIONS; STRUCTURAL STABILITIES; TRANSFORMATION PATHWAYS;

LITHIUM BATTERIES;

EID: 84923339475     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm5045978     Document Type: Article

References (59)

1. Goodenough, J. B.; Abruña, H. D.; Buchanan, M. V.; Visco, S.; Whittingham, M. S.; Dunn, B.; Gogotsi, Y.; Gewirth, A.; Nocera, D. (2007, http://web.anl.gov/energy-storage-science/publications/EES-rpt.pdf.
2. Whittingham, M. S. Proc. IEE 2012, 100, 1518-1534
3. Tarascon, J. M.; Armand, M. Nature 2001, 414, 359-367
4. Kim, D. K.; Muralidharan, P.; Lee, H.-W.; Ruffo, R.; Yang, Y.; Chan, C. K.; Peng, H.; Huggins, R. A.; Cui, Y. Nano Lett. 2008, 8, 3948-3952
5. Cui, L.-F.; Yang, Y.; Hsu, C.-M.; Cui, Y. Nano Lett. 2009, 9, 3370-3374
6. Thackeray, M. M.; Johnson, C. S.; Vaughey, J. T.; Li, N.; Hackney, S. A. J. Mater. Chem. 2005, 15, 2257-2267
7. Thackeray, M. M.; Kang, S.-H.; Johnson, C. S.; Vaughey, J. T.; Benedek, R.; Hackney, S. A. J. Mater. Chem. 2007, 17, 3112-3125
8. Johnson, C. S.; Kim, J. S.; Lefief, C.; Li, N.; Vaughey, J. T.; Thackeray, M. M. Electrochem. Commun. 2004, 6, 1085-1091
9. Lee, D. K.; Park, S. H.; Amine, K.; Bang, H. J.; Parakash, J.; Sun, Y. K. J. Power Sources 2006, 162, 1346-1350
10. Deng, H.; Belharouak, I.; Sun, Y.-K.; Amine, K. J. Mater. Chem. 2009, 19, 4510-4516
11. Lim, J.-H.; Bang, H.; Lee, K.-S.; Amine, K.; Sun, Y.-K. J. Power Sources 2009, 189, 571-575
12. Zheng, J.; Zhu, D.; Yang, Y.; Fung, Y. Electrochim. Acta 2012, 59, 14-22
13. Johnson, C. S.; Li, N.; Lefief, C.; Thackeray, M. M. Electrochem. Commun. 2007, 9, 787-795
14. Wei, G.-Z.; Lu, X.; Ke, F.-S.; Huang, L.; Li, J.-T.; Wang, Z.-X.; Zhou, Z.-Y.; Sun, S.-G. Adv. Mater. 2010, 22, 4364-4367
15. Bloom, I.; Trahey, L.; Abouimrane, A.; Belharouak, I.; Zhang, X.; Wu, Q.; Lu, W.; Abraham, D. P.; Bettge, M.; Elam, J. W.; Meng, X.; Burrell, A. K.; Ban, C.; Tenent, R.; Nanda, J.; Dudney, N. J. Power Sources 2014, 249, 509-514
16. Mohanty, D.; Sefat, A. S.; Li, J.; Meisner, R. A.; Rondinone, A. J.; Payzant, E. A.; Abraham, D. P.; Wood Iii, D. L.; Daniel, C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 19496-19509
17. Lee, E.-S.; Manthiram, A. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 3932-3939
18. Bettge, M.; Li, Y.; Gallagher, K.; Zhu, Y.; Wu, Q.; Lu, W.; Bloom, I.; Abraham, D. P. J. Electrochem. Soc. 2013, 160, A2046-A2055
19. Tran, N.; Croguennec, L.; Ménétrier, M.; Weill, F.; Biensan, P.; Jordy, C.; Delmas, C. Chem. Mater. 2008, 20, 4815-4825
20. Armstrong, A. R.; Holzapfel, M.; Novák, P.; Johnson, C. S.; Kang, S.-H.; Thackeray, M. M.; Bruce, P. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8694-8698
21. Croy, J. R.; Gallagher, K. G.; Balasubramanian, M.; Chen, Z.; Ren, Y.; Kim, D.; Kang, S.-H.; Dees, D. W.; Thackeray, M. M. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 6525-6536
22. Lu, Z.; Dahn, J. R. J. Electrochem. Soc. 2002, 149, A815-A822
23. Yu, X.; Lyu, Y.; Gu, L.; Wu, H.; Bak, S.-M.; Zhou, Y.; Amine, K.; Ehrlich, S. N.; Li, H.; Nam, K.-W.; Yang, X.-Q. Adv. Energy Mater. 2014, 4, DOI: 10.1002/aenm.201300950.
24. Fell, C. R.; Qian, D.; Carroll, K. J.; Chi, M.; Jones, J. L.; Meng, Y. S. Chem. Mater. 2013, 25, 1621-1629
25. Zheng, J.; Xiao, J.; Gu, M.; Zuo, P.; Wang, C.; Zhang, J.-G. J. Power Sources 2014, 250, 313-318
26. Boulineau, A.; Simonin, L.; Colin, J.-F.; Bourbon, C.; Patoux, S. Nano Lett. 2013, 13, 3857-3863
27. Zheng, J. M.; Zhang, Z. R.; Wu, X. B.; Dong, Z. X.; Zhu, Z.; Yang, Y. J. Electrochem. Soc. 2008, 155, A775-A782
28. Sun, Y.-K.; Lee, M.-J.; Yoon, C. S.; Hassoun, J.; Amine, K.; Scrosati, B. Adv. Mater. 2012, 24, 1192-1196
29. Wu, F.; Li, N.; Su, Y.; Zhang, L.; Bao, L.; Wang, J.; Chen, L.; Zheng, Y.; Dai, L.; Peng, J.; Chen, S. Nano Lett. 2014, 14, 3550-3555
30. Kang, S.-H.; Thackeray, M. M. Electrochem. Commun. 2009, 11, 748-751
31. Kim, I. T.; Knight, J. C.; Celio, H.; Manthiram, A. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 8696-8704
32. Zheng, J.; Gu, M.; Genc, A.; Xiao, J.; Xu, P.; Chen, X.; Zhu, Z.; Zhao, W.; Pullan, L.; Wang, C.; Zhang, J.-G. Nano Lett. 2014, 14, 2628-2635
33. Xu, B.; Fell, C. R.; Chi, M.; Meng, Y. S. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2223-2233
34. Boulineau, A.; Simonin, L.; Colin, J.-F.; Canévet, E.; Daniel, L.; Patoux, S. Chem. Mater. 2012, 24, 3558-3566
35. Gu, M.; Belharouak, I.; Zheng, J.; Wu, H.; Xiao, J.; Genc, A.; Amine, K.; Thevuthasan, S.; Baer, D. R.; Zhang, J.-G.; Browning, N. D.; Liu, J.; Wang, C. ACS Nano 2013, 7, 760-767
36. Yu, C.; Wang, H.; Guan, X.; Zheng, J.; Li, L. J. Alloys Compd. 2013, 546, 239-245
37. Johnson, C. S.; Li, N.; Lefief, C.; Vaughey, J. T.; Thackeray, M. M. Chem. Mater. 2008, 20, 6095-6106
38. Croy, J. R.; Kim, D.; Balasubramanian, M.; Gallagher, K.; Kang, S.-H.; Thackeray, M. M. J. Electrochem. Soc. 2012, 159, A781-A790
39. Zheng, J.; Shi, W.; Gu, M.; Xiao, J.; Zuo, P.; Wang, C.; Zhang, J.-G. J. Electrochem. Soc. 2013, 160, A2212-A2219
40. Lin, F.; Markus, I. M.; Doeff, M. M.; Xin, H. L. Sci. Rep. 2014, 4, 5694
41. Wang, R.; He, X.; He, L.; Wang, F.; Xiao, R.; Gu, L.; Li, H.; Chen, L. Adv. Energy Mater. 2013, 3, 1358-1367
42. Zheng, J.; Gu, M.; Xiao, J.; Zuo, P.; Wang, C.; Zhang, J.-G. Nano Lett. 2013, 13, 3824-3830
43. Hwang, S.; Chang, W.; Kim, S. M.; Su, D.; Kim, D. H.; Lee, J. Y.; Chung, K. Y.; Stach, E. A. Chem. Mater. 2014, 26, 1084-1092
44. Lin, F.; Markus, I. M.; Nordlund, D.; Weng, T.-C.; Asta, M. D.; Xin, H. L.; Doeff, M. M. Nat. Commun. 2014, 5, 3529
45. Maiyalagan, T.; Jarvis, K. A.; Therese, S.; Ferreira, P. J.; Manthiram, A. Nat. Commun. 2014, 5, 3949
46. Rossen, E.; Reimers, J. N.; Dahn, J. R. Solid State Ionics 1993, 62, 53-60
47. Urban, A.; Lee, J.; Ceder, G. Adv. Energy Mater. 2014, 4, DOI: 10.1002/aenm.201400478.
48. Lee, J.; Urban, A.; Li, X.; Su, D.; Hautier, G.; Ceder, G. Science 2014, 343, 519-522
49. Wu, Y.; Manthiram, A. Solid State Ionics 2009, 180, 50-56
50. Varela, M.; Oxley, M. P.; Luo, W.; Tao, J.; Watanabe, M.; Lupini, A. R.; Pantelides, S. T.; Pennycook, S. J. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009, 79, 085117
51. Xia, Y.; Zhou, Y.; Yoshio, M. J. Electrochem. Soc. 1997, 144, 2593-2600
52. Kim, D.; Croy, J. R.; Thackeray, M. M. Electrochem. Commun. 2013, 36, 103-106
53. Kim, D.; Sandi, G.; Croy, J. R.; Gallagher, K. G.; Kang, S.-H.; Lee, E.; Slater, M. D.; Johnson, C. S.; Thackeray, M. M. J. Electrochem. Soc. 2013, 160, A31-A38
54. Yan, P.; Nie, A.; Zheng, J.; Zhou, Y.; Lu, D.; Zhang, X.; Xu, R.; Belharouak, I.; Zu, X.; Xiao, J.; Amine, K.; Liu, J.; Gao, F.; Reza; Shahbazian-Yassar; Zhang, J.-G.; Wang, C.-M. Nano Lett. 2015, 15, 514-522
55. Wu, L.; Nam, K.-W.; Wang, X.; Zhou, Y.; Zheng, J.-C.; Yang, X.-Q.; Zhu, Y. Chem. Mater. 2011, 23, 3953-3960
56. Nam, K.-W.; Bak, S.-M.; Hu, E.; Yu, X.; Zhou, Y.; Wang, X.; Wu, L.; Zhu, Y.; Chung, K.-Y.; Yang, X.-Q. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 1047-1063
57. Tang, D.; Sun, Y.; Yang, Z.; Ben, L.; Gu, L.; Huang, X. Chem. Mater. 2014, 26, 3535-3543
58. Gao, J.; Lowe, M. A.; Abruña, H. D. Chem. Mater. 2011, 23, 3223-3227
59. Zheng, J.; Gu, M.; Xiao, J.; Polzin, B. J.; Yan, P.; Chen, X.; Wang, C.; Zhang, J.-G. Chem. Mater. 2014, 26, 6320-6327