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2026 article

Fast and Trap-Minimized Li Transport via Size-Mismatch-Driven Cation-Ordering Control in Li-Excess Disordered Rocksalt Cathodes

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Résumé fourni par la source

Li-excess cation-disordered rocksalt (DRX) is considered a promising cathode for lithium-ion batteries owing to its high-energy densities. However, short-range cation ordering (SRCO) commonly arises in DRX cathodes due to local electrostatic interactions and size similarities among cations, resulting in Li-trapping and sluggish Li-transport. Here, we propose that the SRCO suppression in the DRX system can be achieved without complex high-entropy composition by simultaneously tuning electrostatic interactions and the cationic size effect. The incorporation of Ti 4+ into Li–Nb/Mn DRX, being lower-valent and smaller than Nb 5+, weakens high-valence-driven interactions and increases the ionic size mismatch with Li +, thereby promoting Li/TM mixing and energetically disfavoring the SRCO formation. Thus, a low-entropy DRX, Li 1.2 Nb 0.15 Mn 0.55 Ti 0.1 O 2 (LNM-0.1Ti) exhibits significantly enhanced Li + transport, reduced voltage hysteresis, and improved structural stability compared to Li 1.2 Nb 0.2 Mn 0.6 O 2 (LNM) due to disruption of SRCO. LNM-0.1Ti delivers a high capacity of ∼327 mAh g –1 and an energy density of ∼1026 Wh kg –1, outperforming LNM (∼274 mAh g –1, ∼837 Wh kg –1 ). Notably, the higher-Ti composition, Li 1.2 Nb 0.1 Mn 0.5 Ti 0.2 O 2, exhibits reduced rate capability and energy density compared with LNM-0.1Ti, underscoring the importance of compositional balance in optimizing low-entropy DRX performance. These findings highlight a practical strategy for the development of high-performance DRX cathodes.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Fast and Trap-Minimized Li Transport via Size-Mismatch-Driven Cation-Ordering Control in Li-Excess Disordered Rocksalt Cathodes
Date Crossref
24/03/2026
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

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