Defect-Mediated Diffusion Pathways in Spodumene Accelerate Lithium Transport

作者
Naman Katyal,Chunhui Li,Martin Kunz,Simon J. Teat,Piotr Zarzycki,Gerbrand Ceder,Michael Whittaker
出处
期刊:ACS materials letters [American Chemical Society]
卷期号:7 (10): 3388-3393
标识
DOI:10.1021/acsmaterialslett.5c00876
摘要

Lithium extraction from naturally occurring α-spodumene is hindered by poor lithium diffusivity, necessitating high-temperature phase transformation to a low-density β polymorph. Although β spodumene exhibits up to 5 orders of magnitude higher lithium-ion diffusivity, both phases have diffusion activation energies between 0.8 and 1 eV, indicating that polymorph density is not the controlling factor over diffusivity. We show that aluminum vacancies facilitate lithium-ion diffusion in α-spodumene by reducing the migration barrier from 2.4 to 0.9 eV. Bond valence site energy and nudged elastic band calculations show a new lithium local minimum site which promotes a one-dimensional percolation network by reducing the lithium intersite distance from 4.5 Å to 2.9 Å. However, aluminum vacancies are energetically unfavorable to percolate through the whole structure, resulting in very low net lithium diffusivity and highlighting the critical role of nonstoichiometric defects in facilitating lithium transport in rigid aluminosilicate structures.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小黄完成签到 ,获得积分10
刚刚
大zeizei完成签到,获得积分10
刚刚
ONION完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
zhiyu发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI6.1应助一二采纳,获得10
2秒前
carlitos发布了新的文献求助10
2秒前
linyudie发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
寄语明月完成签到,获得积分10
2秒前
在水一方应助hhh采纳,获得10
3秒前
3秒前
pikapom完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
泱泱完成签到 ,获得积分10
4秒前
酷波er应助hu采纳,获得10
5秒前
wenrounan发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
ycy完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
Kingzd完成签到,获得积分10
6秒前
传奇3应助顶真采纳,获得10
6秒前
大胆金针菇应助佳芸采纳,获得10
6秒前
诚末完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI6.2应助程爽采纳,获得10
7秒前
优美若雁完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
万能图书馆应助li采纳,获得10
7秒前
7秒前
科研通AI6.2应助易水采纳,获得10
7秒前
Wei Qin发布了新的文献求助10
7秒前
汉堡包应助Chao采纳,获得10
8秒前
进可攻退可守应助skye采纳,获得10
8秒前
TYT发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
liuyaohan0726发布了新的文献求助10
9秒前
浅念发布了新的文献求助10
9秒前
hh发布了新的文献求助10
10秒前
高分求助中
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 800
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Materials selection in mechanical design 500
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 450
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6478882
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8280279
关于积分的说明 17660504
捐赠科研通 5561512
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2911273
邀请新用户注册赠送积分活动 1888279
关于科研通互助平台的介绍 1742266