Effect of Secondary Heat Treatment after a Washing on the Electrochemical Performance of Co-Free LiNi0.975Al0.025O2 Cathodes for Li-Ion Batteries
Julkaisuvuosi
2024
Tekijät
Välikangas, Juho; Laine, Petteri; Hu, Tao; Tynjälä, Pekka; Selent, Marcin; Molaiyan, Palanivel; Jürgen, Kahr; Lassi, Ulla
Tiivistelmä
The steadily growing electric vehicle market is a driving force in low-cost, high-energy-density lithium-ion battery development. To meet this demand, LiNi0.975Al0.025O2 (LNA), a high-energy-density and cobalt-free cathode material, has been developed using a low-cost and efficient co-precipitation and lithiation process. This article explores how further processing (i.e., washing residual lithium from the secondary particle surface and applying a secondary heat treatment at 650 °C) changes the chemical environment of the surface and the electrochemical performance of the LNA cathode material. After washing, a nonconductive nickel oxide (NiO) phase is formed on the surface, decreasing the initial capacity in electrochemical tests, and suppressing high-voltage (H2) to (H3) phase transition results in enhanced cycle properties. Furthermore, the secondary heat treatment re-lithiates surface NiO back to LNAand increases the initial capacity with enhanced cycle properties. Electrochemical tests are performed with the cells without tap charge to suppress the H2 to H3 phase transition. Results reveal that avoiding charging cells at a high voltage for a long time dramatically improves LNA's cycle life. In addition, the gas analysis tests performed during charge and discharge to reveal how the amount of residual lithium compounds on the surface affects gas formation are studied.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti
Kustantaja
Numero
4
Artikkelinumero
2305349
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
3
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Rinnakkaistallenteen lisenssi
CC BY
Muut tiedot
Tieteenalat
Kemia
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Julkaisumaa
Saksa
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Kyllä
DOI
10.1002/smll.202305349
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä