An Overview of Cation-Disordered Lithium-Excess Rocksalt Cathodes
Source abstract
Abstract
In the past several years, cation-disordered Li-excess rocksalts (DRXs) have quickly emerged as a new class of promising high-energy Li-ion battery (LIB) cathode materials. These oxides and oxyfluorides often consist of Earth-abundant elements, along with Co-free chemistry, a wide compositional space, and large charge storage capacities. In this Review, we provide an overview on the recent advances in DRX cathodes, with an emphasis on compositions and synthesis, charge storage mechanisms, performances in battery cells, key factors influencing electrochemical performance, and materials degradation mechanisms. As DRX cathode materials are fairly new and they have not yet gone through the extensive optimization process needed for commercialization, we provide perspectives on future directions in developing DRXs that are better alternatives to today’s LIB cathodes.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Advancements in Battery Materials · Advanced Battery Materials and Technologies · Advanced Battery Technologies Research
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Energy Storage and Distributed Resources Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, United States
Funding
US Department of Energy
References (100+)
Show source-provided references
1. 10.1038/d41586-019-02965-y10.1038/d41586-019-02965-y ↗
2. 10.1126/science.366.6463.29210.1126/science.366.6463.292 ↗
3. 10.1002/adma.20180056110.1002/adma.201800561 ↗
4. 10.1038/s41467-020-15355-010.1038/s41467-020-15355-0 ↗
5. 10.1038/d41586-018-05752-310.1038/d41586-018-05752-3 ↗
6. 10.1021/ja309143810.1021/ja3091438 ↗
7. 10.1021/cr020731c10.1021/cr020731c ↗
8. 10.1021/cm902696j10.1021/cm902696j ↗
9. 10.1016/j.mattod.2015.10.00910.1016/j.mattod.2015.10.009 ↗
10. Azevedo M. · 2018
11. 10.1016/j.mattod.2019.11.00910.1016/j.mattod.2019.11.009 ↗
12. 10.1038/s41586-018-0015-410.1038/s41586-018-0015-4 ↗
13. 10.1039/C8EE00816G10.1039/C8EE00816G ↗
14. 10.1016/j.chempr.2019.10.00110.1016/j.chempr.2019.10.001 ↗
15. 10.1021/cm504597810.1021/cm5045978 ↗
16. 10.1016/j.nanoen.2017.04.00810.1016/j.nanoen.2017.04.008 ↗
17. 10.1002/aenm.20130078710.1002/aenm.201300787 ↗
18. 10.1021/cm504257m10.1021/cm504257m ↗
19. 10.1021/nl401927510.1021/nl4019275 ↗
20. 10.1126/science.124643210.1126/science.1246432 ↗
21. 10.1103/PhysRevLett.119.17640210.1103/PhysRevLett.119.176402 ↗
22. 10.1002/aenm.20160048810.1002/aenm.201600488 ↗
23. 10.1021/nl303036e10.1021/nl303036e ↗
24. 10.1149/1.151985010.1149/1.1519850 ↗
25. 10.1038/ncomms1410110.1038/ncomms14101 ↗
26. 10.1016/j.jpowsour.2017.06.04210.1016/j.jpowsour.2017.06.042 ↗
27. 10.1039/C9EE02803J10.1039/C9EE02803J ↗
28. 10.1039/C5CC08034G10.1039/C5CC08034G ↗
29. 10.1021/acsenergylett.7b0003710.1021/acsenergylett.7b00037 ↗
30. 10.1073/pnas.150490111210.1073/pnas.1504901112 ↗
31. 10.1021/acs.chemmater.7b0503610.1021/acs.chemmater.7b05036 ↗
32. 10.1039/C5EE02329G10.1039/C5EE02329G ↗
33. 10.1021/acs.chemmater.8b0509610.1021/acs.chemmater.8b05096 ↗
34. 10.1038/s41467-017-01115-010.1038/s41467-017-01115-0 ↗
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36. 10.1021/acs.chemmater.7b0234310.1021/acs.chemmater.7b02343 ↗
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57. 10.1126/science.aac826010.1126/science.aac8260 ↗
58. 10.1016/j.mattod.2018.03.03710.1016/j.mattod.2018.03.037 ↗
59. 10.1021/jz200352v10.1021/jz200352v ↗
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63. 10.1039/D0EE03526B10.1039/D0EE03526B ↗
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65. 10.1038/s41563-020-00816-010.1038/s41563-020-00816-0 ↗
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67. 10.1016/j.joule.2018.11.01410.1016/j.joule.2018.11.014 ↗
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76. 10.1016/j.ssi.2004.01.03610.1016/j.ssi.2004.01.036 ↗
77. 10.1021/acsami.8b0226610.1021/acsami.8b02266 ↗
78. 10.1016/j.jpowsour.2010.09.00410.1016/j.jpowsour.2010.09.004 ↗
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88. 10.1039/C6CP00131A10.1039/C6CP00131A ↗
89. 10.1080/10667857.2016.119237210.1080/10667857.2016.1192372 ↗
90. 10.1021/acs.chemmater.9b0283810.1021/acs.chemmater.9b02838 ↗
91. 10.1016/j.jpowsour.2020.22823010.1016/j.jpowsour.2020.228230 ↗
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95. 10.1126/sciadv.aax279910.1126/sciadv.aax2799 ↗
96. 10.1038/s43246-020-0042-110.1038/s43246-020-0042-1 ↗
97. 10.1016/j.actamat.2020.02.04110.1016/j.actamat.2020.02.041 ↗
98. 10.1038/s41586-020-2275-z10.1038/s41586-020-2275-z ↗
99. 10.1016/0022-3093(81)90084-310.1016/0022-3093(81)90084-3 ↗
100. 10.1021/jacs.8b0476310.1021/jacs.8b04763 ↗