Progress in the Structure Design and Surface Manipulation of Lithium-rich Cathode Materials

doi:10.7503/cjcu20220263

Abstract

Abstract:

Lithium-rich cathode materials are regarded as promising cathode candidates for next-generation lithium-ion battery， due to their high theoretical energy density. However， the rapid capacity and voltage decay during cycling hinders their practical commercial application. In this review， the research progress of improving the lithium storage performance of lithium-rich cathode materials through structure design and surface manipulation was summarized in detail. Firstly， the working mechanism of charge and discharge of lithium-rich cathode materials as well as the reasons for their specific capacity and voltage decay were introduced. Subsequently， we discussed the recent progress in improving the performance of lithium-rich cathode materials through novel structural design and surface manipulation strategies. By constructing novel structure such as yolk-shell and hollow multishelled structure， and by controlling the particle size， exposing beneficial surface， surface spinelization， surface coating， surface doping， etc.， the surficial oxygen loss and crystal form transformation of the lithium-rich cathode materials could be effectively inhibited， and the geometric structure could be stabilized. As a result， the decay of voltage and specific capacity could be suppressed， and the cycle life and Coulomb efficiency of the battery could be improved. Finally， the remained challenges of improving the electrochemical performance of lithium-rich cathode materials are discussed and the future development directions are prospected.

Key words: Li-rich cathode material, Energy density, Structure design, Hollow multishelled structure, Surface manipulation

CLC Number:

O646

TrendMD:

ZHAO Xiaolang, YANG Mei, WANG Jiangyan, WANG Dan. Progress in the Structure Design and Surface Manipulation of Lithium-rich Cathode Materials[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(1): 20220263.

Figures/Tables 14

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