SCOPUS
SCIE
Effect of surface modification using a sulfate-based surfactant on the electrochemical performance of Ni-rich cathode materials
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학술지명
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발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
66-72(7쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Ni-rich layered oxides (Ni-rich NCM) have received much attention owing to their high specific capacity, but poor cycling performance attributed to their inferior surface properties is still considered to be a bottleneck preventing the expansion of the wider adoption of these materials in lithium-ion batteries (LIBs). In this work, we propose one-step efficient surface modification process which utilizes an organic surfactant (SDS) with a sulfate functional group in order to improve the surface stability of Ni-rich NCM materials. The surface modification provides a sulfate-embedded cathode-electrolyte interphase (CEI) layer on the Ni-rich NCM surface, which includes a SO<SUB> <I>x</I> </SUB> functional group. All of cells employing SDS-treated NCM cathode exhibit higher specific capacity retention after 100 cycles. Among these, the cell cycled with the 0.5% SDS-treated Ni-rich NCM cathode exhibited specific capacity retention of 91.9%, which is a remarkable increase compared with the cell cycled with bare NCM811 (69.6%). Additional analyses of the cycled electrodes indicated that the better cycling performance of the SDS-treated NCM811 cathode is attributable to the stabilization of the NCM811 surface; less electrolyte decomposition was observed in a cycled SDS-treated NCM811 cathode when analyzed by SEM, EIS, and XPS.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> The surface of the Ni-rich NCM cathode is modified by thermal treatment of SDS. </LI> <LI> Thermal treatment of SDS provides SO<SUB> <I>x</I> </SUB>-based artificial CEI layer on NCM cathode. </LI> <LI> SO<SUB> <I>x</I> </SUB>-immobilized artificial CEI layer improves surface stability of NCM cathode. </LI> <LI> SO<SUB> <I>x</I> </SUB>-based artificial CEI layer effectively mitigates decomposition of electrolyte. </LI> <LI> The cycling retention of SDS-modified Ni-rich NCM cathode is improved. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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