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SCOPUS
Effect of Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> ceramic fillers in LiNi<sub>1/3</sub>Co<sub>1/3</sub>Mn<sub>1/3</sub>O<sub>2</sub> cathodes for improving high-voltage cycling and rate capability performance
저자
Jin, Dahee ; Song, Danoh ; Friesen, Alex ; Lee, Yong Min ; Ryou, Myung-Hyun
발행기관
학술지명
권호사항
-
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
578-586(9쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>To improve the electrochemical properties of LiNi<SUB>1/3</SUB>Co<SUB>1/3</SUB>Mn<SUB>1/3</SUB>O<SUB>2</SUB> (NCM) under the high-voltage operating condition of 4.5 V, 0.5 wt.% of alumina (Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>) was introduced as a ceramic filler during NCM cathode preparation. Uniformly dispersed Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> over the entire area of the NCM cathodes efficiently stabilized the oxidative decomposition of the liquid electrolyte up to 5.3 V. This behavior hindered the formation of a thick surface film on the NCM cathodes after high-voltage operation (4.5 V). The Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>-containing NCM cathodes (NCM/Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>) revealed much smaller total cell resistance compared to the bare NCM cathodes, resulting in improved cycle performance and rate capabilities, which were identified as a facilitated Li<SUP>+</SUP> diffusion in presence of the Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> particles. NCM/Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> showed a 29.4% improvement over the bare NCM (79.3 and 112.3 mAhh g<SUP>−1</SUP> for bare NCM and NCM/Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>, respectively, after the 100<SUP>th</SUP> cycle) at 3C (4.3 V cutoff, C/2 for charging and 3C for discharging processes) and a 53.5% improvement (35.0 and 75.3 mAhh g<SUP>−1</SUP> for NCM/Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> and bare NCM, respectively) at 5C (4.5 V cutoff).</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Alumina (Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>) was introduced as ceramic filler during NCM cathode preparation. </LI> <LI> Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> stabilized oxidative decomposition of liquid electrolyte (∼5.3 V vs. Li/Li<SUP>+</SUP>). </LI> <LI> Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> showed significant improvement in high voltage operating condition. </LI> <LI> Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> showed significant improvement in cycle performance and rate capability. </LI> </UL> </P>
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