(Invited) Understanding Interfacial Reaction of LiCoO2 Positive Electrode in Aqueous Lithium-Ion Batteries
Notice bibliographique
Résumé
Since the risk of catch fire using non-aqueous electrolyte solution, aqueous solution-based rechargeable lithium batteries (ARLB) have been highlighted. However, the conventional positive electrodes of lithium transition-metal oxide such as LiCoO2 (LCO) and LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 (NMC) have suffered from poor cyclability in aqueous medium. Representatively, the layered two-dimensional structure of LCO shows notably poor stability, possibly due to the surface degradation from water [1] and proton [2]. The understanding of interfacial reaction of LCO in the aqueous electrolyte solution is still superficial however. Here we present degradation phenomena of LCO electrode in aqueous medium using various X-ray measurement techniques, and suggest the solution to avoid such an irreversible electrochemical reaction. The aqueous solution was prepared with 0.5 M lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (LiTFSI) and pH was controlled to ~6.8 and 10. In both cases, there was no evidence for the formation of cathode-electrolyte interphase (CEI) on LCO in contrast to the one with non-aqueous electrolyte solution. The direct contact of aqueous electrolyte solution to LCO surface results in the short-range disorder of LCO structure such as the distortion of octahedral CoO6, and irreversible Li+ desertion during 10 cycles. To improve electrochemical reversibility and structural stability of LCO, we prepared the organic protection layer that opened the Li+ mass transport route while inhibiting H2O contact from hydrophobic surface. As a result, the capacity retention was improved to ~85% during 30 cycles at pH ~ 6.8. Furthermore, we developed the way to protect LCO surface by anion engineering and in the absence of protection layer, which give insight into the inner Helmholtz plane (IHP) structure and its effect for LCO degradation in aqueous medium.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».