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2026 article

Sb-Induced Coherent Twin-Phase Engineering for Structural Pinning and High-Voltage Stabilization of Ni-Rich Layered Cathodes

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Le résumé fourni par la source

Abstract Ni-rich layered oxide cathodes received considerable research interest due to their high energy density, yet their cycling stability was severely limited by irreversible H2–H3 phase transition-induced lattice strain accumulation and lattice oxygen release, especially at high voltage. Here, we report a coherent twin-phase engineering strategy by doping trace antimony (Sb) to stabilize layered LiNi0.82Co0.12Mn0.06O2 (NCM) cathodes under deep delithiation. Aberration-corrected STEM reveals Sb-induced coherent twin phases that crystallographically connect layered and locally rocksalt-like domains while maintaining an intact layered oxygen framework. These coherent twin phases act as robust pinning interfaces that suppress irreversible H2–H3–induced c-axis contraction and mitigate anisotropic lattice stress during high-voltage cycling. Meanwhile, time-of-flight secondary ion mass spectrometry and theoretical calculations reveal that strengthened Sb–O bonding raises the oxygen-vacancy formation energy, stabilizing lattice oxygen and suppressing oxygen release, thereby preserving structural integrity and mitigating transition-metal dissolution. Benefiting from these synergistic stabilization effects, 0.75Sb-NCM exhibits a high discharge capacity of 209.61 mAh g–1 at 0.1 C and maintains 85.56% capacity retention after 200 cycles at 1 C within 2.8–4.5 V, significantly outperforming U-NCM (70.22%). This work highlights coherent twin phases as a robust structural pinning architecture for stabilizing Ni-rich layered cathodes at high states of charge.

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

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Sb-Induced Coherent Twin-Phase Engineering for Structural Pinning and High-Voltage Stabilization of Ni-Rich Layered Cathodes
Date Crossref
04/08/2026
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 il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Sichuan University of Science and Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Yibin University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Ltd. Yibin Libode New Material Co. pays non établi dans la notice
    Entreprise

Sichuan University of Science and Engineering, Yibin University et Yibin Libode New Material Co. — Ltd..

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