Fluorination of free lithium residues on the surface of lithium nickel cobalt aluminum oxide cathode materials for lithium ion batteries

Kim, Hyeonjin; Lee, Kanghyeon; Kim, Subeen; Kim, Yongseon

doi:10.1016/j.matdes.2016.03.121

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“…Kim et al demonstrated this kind of stable surface layer by transforming Li 2 CO 3 and LiOH phases on the surface of the cathode material to metal fluorides by fluorination in the NH 4 FHF solution. [136] TheAlF 3 or fluorinated Al 2 O 3 coating was also proven to be aprotective layer that could limit SEI formation with high resistance and facilitate the electrochemical reaction of the cathode materials. [74,137] Recently,C ui et al used ALD to develop aL iAlF 4 solid thin film with robust stability and satisfactory ion conductivity that is superior to the commonly used LiF and AlF 3 .…”

Section: Halide-based Bulk Doping and Surface Modifications Of Electrmentioning

confidence: 99%

Halide‐Based Materials and Chemistry for Rechargeable Batteries

et al. 2020

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Rechargeable batteries are considered one of the most effective energy storage technologies to bridge the production and consumption of renewable energy. The further development of rechargeable batteries with characteristics such as high energy density, low cost, safety, and a long cycle life is required to meet the ever‐increasing energy‐storage demands. This Review highlights the progress achieved with halide‐based materials in rechargeable batteries, including the use of halide electrodes, bulk and/or surface halogen‐doping of electrodes, electrolyte design, and additives that enable fast ion shuttling and stable electrode/electrolyte interfaces, as well as realization of new battery chemistry. Battery chemistry based on monovalent cation, multivalent cation, anion, and dual‐ion transfer is covered. This Review aims to promote the understanding of halide‐based materials to stimulate further research and development in the area of high‐performance rechargeable batteries. It also offers a perspective on the exploration of new materials and systems for electrochemical energy storage.

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Section: Halide-based Bulk Doping and Surface Modifications Of Electrmentioning

confidence: 99%

Halide‐Based Materials and Chemistry for Rechargeable Batteries

et al. 2020

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“…However, Ni-rich layered oxides show poor cyclability at high operating temperatures (> 45 8C) and high voltages (> 4.3 V) because of the presence of reactive and unstable Ni 4 + ions in the delithiated state. [3][4][5][6] Thep resence of unreacted lithium on the surface of Ni-rich layered oxides leads to the formationo fl ithium impurities (termed residual lithium) such as lithium carbonates (Li 2 CO 3 )a nd lithium hydroxides (LiOH). These species are extremely prone to reactions with atmospheric carbond ioxide (CO 2 )and moisture.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effect of Residual Lithium Rearrangement on Ni‐rich Layered Oxide Cathodes for Lithium‐Ion Batteries

et al. 2018

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A water washing process can effectively reduce the presence of residual lithium with minimal effect on lithium‐ion battery cell performance. We investigated the effects of varying the amount of water used for washing and the temperature used to evaporate the water on Li1.00Ni0.80Co0.15Mn0.05O2. The residual lithium decreased and the cell performance deteriorated as the amount of water used for washing was increased from 0.7 to 5 times the amount of active material. The temperature at which the active material was dried after washing had a considerable effect on the reformation of the residual lithium layer after heat treatment. A ratio of water/active material of 1:1 and a drying temperature of 120 °C were selected as the optimal washing conditions, achieving a residual lithium content of less than 1000 ppm with minimum deterioration in cell performance; as a result of the treatment, the total volume of gas evolution was reduced by 25 %.

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“…[132] Des Weiteren stellten Chang et al fest, dass die Iod-dotierten roten Phosphor-Nanopartikel (RPNPs), die durch die Reaktion von PI 3 mit Ethylenglycol in Gegenwart von Cetyltrimethylammoniumbromid aufbereitet wurden, eine hohe elektrische Leitfähigkeit von bis zu 1.81 10 À2 Sm À1 besaßen (Abbildung 7). Dieser Wert kommt nahe an den des Halbleiters Germanium (1.02 10 À2 Sm À1 )h eran und ist 10 10 -fach hçher als der von kommerziellem rotem Phosphor.F olglich konnte eine hervorragende elektrochemische Leistung fürdie RPNP-Elektrode mit einer reversiblen Kapazitätv on rund 1562 mAh g À1 nach 150 Zyklen erreicht werden, [133] [135] was den Verlust von [136] Es wurde ebenso bewiesen, dass die AlF 3 -oder fluorierte Al 2 O 3 -Beschichtung eine Schutzschicht darstellt, welche mit hohem Widerstand die Bildung der SEI beschränken kann und die elektrochemische Reaktion der Kathodenmaterialien begünstigt. [74,137] [76] Ein ähnlicher Ansatz, um Polysulfid-Spezies unbeweglich zu machen, wurde fürd ie Iod-dotierten Graphenmaterialien genutzt.…”

Section: Eine Aktuellere Studie Von Wang Et Al Vermeldete Ein Neuesunclassified

Halogenid‐basierte Materialien und Chemie für wiederaufladbare Batterien

et al. 2020

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Wiederaufladbare Batterien gelten als eine der effektivsten Energiespeichertechnologien, die die Überleitung zwischen der Erzeugung und dem Verbrauch erneuerbarer Energien schafft. Die weitergehende Entwicklung wiederaufladbarer Batterien mit Eigenschaften wie hohe Energiedichte, Kostengünstigkeit, Sicherheit und eine lange Lebensdauer muss dabei die stetig zunehmenden Energiespeicheranforderungen erfüllen. Dieser Aufsatz zeigt den wissenschaftlichen und technologischen Fortschritt wiederaufladbarer Batterien auf, der durch Halogenid‐basierten Materialien und Chemikalien zustande kommt, inklusive der Verwendung von Halogenid‐Elektroden, Halogendotierung von Elektroden und/oder Elektrodenoberflächen, Elektrolyt‐Design und Additive, die schnellen Ionen‐Shuttle und stabile Elektroden/Elektrolyt‐Grenzflächen ermöglichen sowie neue Batteriechemie realisieren. Eine Vielzahl von Batteriechemie basierend auf monovalentem Kation‐, multivalenten Kation‐, Anion‐ oder Dual‐Ionen‐Transfer wird beschrieben. Dieser Aufsatz zielt darauf ab, das Verständis von Halogenid‐basierten Materialien und Chemikalien zu fördern und die weitere Forschung und Entwicklung im Bereich hochleistungsfähiger wiederaufladbarer Batterien anzuregen. Er soll außerdem einen Ausblick auf die Nutzung neuer elektrochemischer Energiespeichermaterialien und ‐systeme bieten.

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Fluorination of free lithium residues on the surface of lithium nickel cobalt aluminum oxide cathode materials for lithium ion batteries

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Halide‐Based Materials and Chemistry for Rechargeable Batteries

Halide‐Based Materials and Chemistry for Rechargeable Batteries

Effect of Residual Lithium Rearrangement on Ni‐rich Layered Oxide Cathodes for Lithium‐Ion Batteries

Halogenid‐basierte Materialien und Chemie für wiederaufladbare Batterien

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