journal article·2025-10

Next‐Generation High‐Voltage Cathodes for Lithium‐Ion Batteries: Challenges, Innovations, and Future Directions

Nishi Keshari, Tejram Dewangan, Kriteemoy Basu, Tilak Gandharv, Naveen Kumar, Prajnashree Panda, Katchala Nanaji

Advanced Sustainable Systems· Volume 9· Issue 10
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Abstract

Abstract Lithium‐ion batteries (LIBs) are crucial for modern energy storage needs, enabling a diverse array of applications, from portable electronics to electric vehicles and grid‐scale systems. Despite significant advancements, the cathode remains a key bottleneck limiting energy density and cost efficiency. This review delves into the evolution of cathode materials, highlighting their structural and electrochemical advancements. While the development of layered oxides, spinel oxides, and polyanion oxide cathode materials has broadened the voltage range and energy density, significant challenges persist. Key challenges include electrolyte degradation, transition metal dissolution, phase instability, and structural degradation under high cycling voltage. The review emphasizes innovative strategies to mitigate these limitations, including surface coating, elemental doping, novel binders, particle size modification, prelithiation, electrolyte formulation, etc. By addressing key challenges and proposing robust solutions, this work provides a roadmap for advancing LIB cathodes, driving further innovation toward safer, more efficient, cost‐effective, and high‐energy storage solutions.
Source: crossref · 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

Department of Chemistry Indian Institute of Technology (IIT) Bhilai Durg Chhattisgarh 491002 India

Department of Electrical Engineering Indian Institute of Technology (IIT) Bhilai Durg Chhattisgarh 491002 India

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