Abstrak
Mendorong LiCoO 2 (LCO) ke tegangan batas atas yang lebih tinggi untuk pengisian daya merupakan cara yang efektif untuk mencapai kepadatan energi yang lebih tinggi. Namun, operasi tegangan tinggi ini mengintensifkan reaksi redoks oksigen dan pergeseran tak terbalik dari lempeng O–Co–O, yang mengakibatkan keruntuhan struktural dan ketidakstabilan kimia dalam LCO. Di sini, strategi pengoptimalan koordinasi oksigen lokal diusulkan dengan memperkenalkan konfigurasi logam transisi (TM)-O-TM untuk mencapai transisi fase O1 yang reversibel dalam LCO 4,8 V. Konfigurasi ini dibentuk dengan mendoping Ni, Fe, dan Al ke dalam kisi, di mana Ni/Fe berfungsi sebagai pilar dalam lapisan Li, menstabilkan struktur de-interkalasi dalam dan dengan demikian memfasilitasi transisi fase H1-3/O1 reversibel pada 4,8 V. Selain itu, pergantian lingkungan oksigen lokal menyebabkan peningkatan proporsi keadaan spin tinggi Co3 + , mengurangi hibridisasi antara orbital Co3 + 3d-t2g dan O2p, sehingga mengurangi reaksi redoks anion. Akibatnya, kehilangan oksigen kisi dan degradasi fase permukaan yang merugikan dihambat, sehingga mencegah peningkatan tegangan polarisasi baterai dan meningkatkan transformasi fase H1-3/O1 reversibel. Pada akhirnya, ini secara signifikan mengurangi akumulasi tegangan internal dan mencegah kegagalan massal selama proses (de)lithiation dalam yang berulang, sehingga secara signifikan meningkatkan retensi kapasitas katode LCO yang dioptimalkan pada tegangan sangat tinggi 4,8 V.