안정적인 산소/양이온 자리 점유와 배터리 사이클링 의존적 상(phase) 전이를 갖는 Mn-rich 직교정(orthorhombic, o)-LiMn1–xTixO2를 리튬 이온 충전식 배터리용의 새로운 Co 및 Ni 무함유 양극 소재로서 탐구하였다. 일반적인 o-LiMnO2는 산소 결핍, Li와 Mn 사이의 양이온 혼입(cation mixing), 그리고 낮은 전도성을 갖는 단사정(monoclinic, m)-Li2MnO3 이차상으로 인해 어려움을 겪는다. 이러한 결점들뿐 아니라, 반복적인 충전/방전 사이클 동안 층상(layered) o-LiMnO2가 스피넬(spinel)-유사 입방(c)-LixMnO2 (x ≈ 0.5)로 점진적이고 비가역적으로 전이되는 현상은 전기활성 c-LixMnO2 (x ≈ 0.5)의 활성화에도 불구하고 o-LiMnO2의 사이클 성능을 저하시킨다. 반면, o-LiMn1–xTixO2는 각각 주요 상과 이차 상으로 Ti가 도핑된 o-LiMnO2와 c-LiTiO2를 포함한다. 존재하는 Ti–O 결합은 기존의 Mn–O 결합보다 더 강하여, 불활성 분위기 하 장기간 합성 동안 Ti-도핑 o-LiMnO2에서 산소/양이온 격자의 불완전성(자흐트-텔러 왜곡(Jahn–Teller distortion)과 연관된 Mn 팔면체 자리 포함)을 감소시킴으로써 Ti가 도핑된 o-LiMnO2의 구조적 안정성을 향상시킨다. 또한 전기화학적으로 비활성인 (>2 V vs Li+/Li) c-LiTiO2 상은 높은 전도성을 바탕으로 2–4.5 V의 사이클링 동안 급격한 상/구조 전이를 통해 나타나는 Ti-도핑 o-LiMnO2의 심각한 구조 붕괴를 억제하는 버팀대(pillar) 역할을 한다. 그 결과, 최적의 Ti 함량을 갖는 o-LiMn1–xTixO2는 원래의(pristine) o-LiMnO2에 비해 더 높은 최대 방전 용량과 우수한 사이클 성능을 나타낸다.

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