Ni-rich cathode materials with concentration gradients for high-energy and safe lithium-ion batteries: A comprehensive review

Ni-rich cathode materials with concentration gradients for high-energy and safe lithium-ion batteries: A comprehensive review

Julkaisuvuosi

2025

Tekijät

Yerkinbekova Yerkezhan; Kumarov Alisher; Tatykayev Batukhan; Mentbayeva Almagul; Repo Eveliina; Laakso Ekaterina

Tiivistelmä

Nickel-rich (Ni-rich) cathode materials with concentration gradients have emerged as promising candidates for high-energy and safe lithium-ion batteries (LIBs). These cathode materials offer enhanced energy densities and improved electrochemical performances compared to conventional cathode materials, making them ideal for various applications ranging from portable electronics to electric vehicles and grid storage systems. This paper provides a comprehensive review of the fundamental aspects of material design, recent advancements, synthesis strategies, as well as effects of Ni-rich cathode materials with concentration gradient structure on overall battery performance. The discussion encompasses the underlying principles governing concentration gradients in Ni-rich cathode materials, including their effects on elemental composition, morphology, crystal lattice parameters, thermal stability, diffusion, and electrochemical properties. Furthermore, the insights into the current state-of-the-art, challenges, and future directions in the field of Ni-rich cathode materials with concentration gradients for high-energy and safe LIBs are also discussed here. By synthesizing the latest research findings and identifying research gaps and opportunities, this paper aims to catalyze further advancements in battery materials science and contribute to the realization of sustainable energy storage technologies.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Lappeenrannan–Lahden teknillinen yliopisto LUT

Kumarov Alisher

Laakso Ekaterina Orcid -palvelun logo

Repo Eveliina

Yerkinbekova Yerkezhan Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Katsausartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A2 Katsausartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Kustantaja

Elsevier

Volyymi

626

Artikkelinumero

235686

Julkaisu­foorumi

61429

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Ei

Muut tiedot

Tieteenalat

Teknillinen kemia, kemian prosessitekniikka

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1016/j.jpowsour.2024.235686

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä

Ni-rich cathode materials with concentration gradients for high-energy and safe lithium-ion batteries: A comprehensive review - Tiedejatutkimus.fi