Manganese oxidation as the origin of the anomalous capacity of Mn-containing Li-excess cathode materials

电化学 氧化态 阴极 材料科学 无机化学 锂(药物) 离子 化学 八面体 氧气 过氧化物 氧化还原 电极 物理化学 催化作用 有机化学 内分泌学 医学
作者
Maxwell D. Radin,Julija Vinckevičiūtė,Ram Seshadri,Anton Van der Ven
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:4 (8): 639-646 被引量:239
标识
DOI:10.1038/s41560-019-0439-6
摘要

The lithium-excess manganese oxides are a candidate cathode material for the next generation of Li-ion batteries because of their ability to reversibly intercalate more Li than traditional cathode materials. Although reversible oxidation of lattice oxygen has been proposed as the origin of this anomalous excess capacity, questions about the underlying electrochemical reaction mechanisms remain unresolved. Here, we critically analyse the O2−/O− oxygen redox hypothesis and explore alternative explanations for the origin of the anomalous capacity, including the formation of peroxide ions or trapped oxygen molecules and the oxidation of Mn. First-principles calculations motivated by the Li–Mn–O phase diagram show that the electrochemical behaviour of the Li-excess manganese oxides is thermodynamically consistent with the oxidation of Mn from the +4 oxidation state to the +7 oxidation state and the concomitant migration of Mn from octahedral sites to tetrahedral sites. It is shown that the Mn oxidation hypothesis can explain the poorly understood electrochemical behaviour of Li-excess materials, including the activation step, the voltage hysteresis and voltage fade. Reversible anion redox is widely accepted as the origin for the extra capacity of Li-excess cathode materials. Here, the authors analyse the literature and theorize that the oxidation of Mn beyond the +4 state could be responsible for the extra capacity of Li-excess Mn oxides.
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
Yego完成签到,获得积分10
刚刚
tao完成签到,获得积分10
刚刚
枯荣莲败完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
李健的小迷弟应助大庆采纳,获得10
1秒前
挽风完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
鲸鱼打滚完成签到 ,获得积分10
2秒前
valimar完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
Qiiii完成签到,获得积分10
3秒前
Whim应助fancier采纳,获得50
3秒前
dochx完成签到,获得积分10
3秒前
怡然的雪柳完成签到,获得积分10
4秒前
赤壁完成签到,获得积分10
4秒前
Tao完成签到,获得积分10
4秒前
快来拾糖完成签到,获得积分10
5秒前
唐德情完成签到,获得积分10
5秒前
YJN完成签到,获得积分10
5秒前
xiaowang完成签到 ,获得积分10
6秒前
mxm完成签到,获得积分10
6秒前
神揽星辰入梦完成签到,获得积分10
6秒前
开心的以蓝完成签到,获得积分10
6秒前
Z_ttkokil完成签到 ,获得积分10
6秒前
艾的阳阳发布了新的文献求助30
6秒前
毛豆应助小花采纳,获得10
7秒前
李健应助Maggie采纳,获得10
7秒前
taowang14发布了新的文献求助10
7秒前
CipherSage应助小花采纳,获得10
7秒前
小白完成签到,获得积分10
7秒前
小children丙完成签到,获得积分10
7秒前
慕青应助Calactic采纳,获得10
8秒前
香蕉曼寒完成签到 ,获得积分10
8秒前
王贵康发布了新的文献求助10
8秒前
SGQT发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
zeannezg发布了新的文献求助20
10秒前
zhangmengqi完成签到,获得积分10
10秒前
工作还是工作完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
The recovery-stress questionnaires : user manual 800
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7257962
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8879792
关于积分的说明 18758913
捐赠科研通 6938331
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3201177
关于科研通互助平台的介绍 2375264
邀请新用户注册赠送积分活动 2177017