FT
Fei Tian
Author with expertise in Lithium-ion Battery Technology
Achievements
This user has not unlocked any achievements yet.
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
5
(20% Open Access)
Cited by:
0
h-index:
23
/
i10-index:
39
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

The Lithium Storage Mechanism of Zero-Strain Anode Materials with Ultralong Cycle Lives

Zhenbang Li et al.May 30, 2024
At present, graphite is a widely used anode material in commercial lithium-ion batteries for its low cost, but the large volume expansion (about 10%) after fully lithiated makes the material prone to cracking and even surface stripping in the cycle. Therefore, the development of zero-strain anode materials (volume change <1%) is of great significance. LiAl5O8 is a zero-strain insertion anode material with a high theoretical specific capacity. However, the Li+ storage mechanism remains unclear, and the cycle life as well as fast-charging capability need to be greatly improved to meet the practical requirements. In this study, LiAl5O8 nanorods are prepared by utilizing aluminum ethoxide nanowires as a soft template and doped with the Zr element to further improve the Li+ diffusion coefficient and electronic conductivity, which in turn improves cycle and rate performances. The Zr-doped LiAl5O8 presents a high reversible capacity of 227.2 mAh g–1 after 20,000 cycles under 5 A g–1, which significantly outperforms the state-of-the-art anode materials. In addition, the Li+ storage mechanisms of LiAl5O8 and Zr-doped LiAl5O8 are clearly clarified with a variety of characterization techniques including nuclear magnetic resonance. This work greatly promotes the practical process of zero-strain insertion anode materials.