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Rate capability for Na-doped Li<sub>1.167</sub>Ni<sub>0.18</sub>Mn<sub>0.548</sub>Co<sub>0.105</sub>O<sub>2</sub> cathode material and characterization of Li-ion diffusion using galvanostatic intermittent titration technique
저자
Lim, Sung Nam ; Seo, Jung Yoon ; Jung, Dae Soo ; Ahn, Wook ; Song, Hoon Sub ; Yeon, Sun-Hwa ; Park, Seung Bin
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2015
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
55-61(7쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Spherical Li<SUB>1.167</SUB> <SUB>−</SUB> <I> <SUB>x</SUB> </I>Na<I> <SUB>x</SUB> </I>Ni<SUB>0.18</SUB>Mn<SUB>0.548</SUB>Co<SUB>0.105</SUB>O<SUB>2</SUB> (0⩽ <I>x</I> ⩽0.1) particles were prepared by spray pyrolysis, and subjected to electrochemical characterization for lithium battery applications. It was confirmed that Na doping enhances the charge/discharge rate capability. The structure of prepared samples was characterized by XRD: the <I>c</I>-axis lattice parameter increases with increase in the amount of Na ions (parameterized by <I>x</I>, above). The Na-doped sample with <I>x</I> =0.05 shows capacities of 208 and 184mAhg<SUP>−1</SUP> at high current densities of 1.0C and 2.0C, respectively. These values are enhanced, compared to values of 189 and 167mAhg<SUP>−1</SUP> for the bare sample. The ratio of the capacity at 1.0C to that at 0.1C is enhanced from 77% for the bare sample to 84% for the Na-doped sample with <I>x</I> =0.05. The Li diffusion coefficients obtained from the galvanostatic intermittent titration technique (GITT) are higher for Na-doped samples than for the bare sample. In particular, the Na-doped sample (<I>x</I> =0.05), in the potential range around 4V, has a higher <I>D</I> <SUB>Li+</SUB> value of 3.34×10<SUP>−9</SUP> cm<SUP>2</SUP> s<SUP>−1</SUP>, compared with 1.35×10<SUP>−9</SUP> cm<SUP>2</SUP> s<SUP>−1</SUP> for the bare sample. The Na-doped samples (0< <I>x</I> <0.075) show high capacity retention: the Na-doped sample (<I>x</I> =0.05) shows a capacity retention of 92% compared to 83% for the bare sample.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Spherical Na-doped Li-rich cathode material prepared by spray pyrolysis. </LI> <LI> Na-doped samples show better rate capability than that of bare sample. </LI> <LI> Na-doped sample has higher <I>D</I> <SUB>Li+</SUB> value at 4V compared with that of the bare sample. </LI> <LI> The cycle performance was enhanced from 83% to 92%. </LI> </UL> </P>
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