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SCOPUS
Effects of Cl doping on the structural and electrochemical properties of high voltage LiMn<sub>1.5</sub>Ni<sub>0.5</sub>O<sub>4</sub> cathode materials for Li-ion batteries
LiMn<SUB>1.5</SUB>Ni<SUB>0.5</SUB>O<SUB>4</SUB> and LiMn<SUB>1.5</SUB>Ni<SUB>0.5</SUB>O<SUB>3.9</SUB>Cl<SUB>0.1</SUB> are prepared by a solution-based process to investigate the influences of Cl doping on the structural and electrochemical properties of high voltage LiMn<SUB>1.5</SUB>Ni<SUB>0.5</SUB>O<SUB>4</SUB> cathode materials for Li-ion batteries. LiMn<SUB>1.5</SUB>Ni<SUB>0.5</SUB>O<SUB>3.9</SUB>Cl<SUB>0.1</SUB> features an improved cyclic performance at 30<SUP>o</SUP>C and 55<SUP>o</SUP>C compared with LiMn<SUB>1.5</SUB>Ni<SUB>0.5</SUB>O<SUB>4</SUB>, which originates from the enhanced structural stability by formation of strong Mn-Cl and Ni-Cl bonds revealed by XPS analysis. The improvement in the rate capability of LiMn<SUB>1.5</SUB>Ni<SUB>0.5</SUB>O<SUB>3.9</SUB>Cl<SUB>0.1</SUB> is attributed to the facilitated Li-ion diffusion in the lattice, due primarily to the larger ionic radius of Cl than that of O. From the GITT analysis, it is revealed that the Li-ion diffusivity of LiMn<SUB>1.5</SUB>Ni<SUB>0.5</SUB>O<SUB>3.9</SUB>Cl<SUB>0.1</SUB> is improved about 2 times compared with that of LiMn<SUB>1.5</SUB>Ni<SUB>0.5</SUB>O<SUB>4</SUB>. The improved Li-ion diffusivity in the lattice is assigned to the increase in the lattice constant of LiMn<SUB>1.5</SUB>Ni<SUB>0.5</SUB>O<SUB>3.9</SUB>Cl<SUB>0.1</SUB> compared with that of LiMn<SUB>1.5</SUB>Ni<SUB>0.5</SUB>O<SUB>4</SUB> by the doping of Cl.
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