Coupling between oxygen redox and cation migration explains unusual electrochemistry in lithium-rich layered oxides

氧化还原 电化学 锂(药物) 氧气 过渡金属 离子 金属 化学物理 化学 无机化学 阳离子聚合 氧化物 材料科学 电极 物理化学 催化作用 高分子化学 有机化学 内分泌学 医学 生物化学
作者
William E. Gent,Kipil Lim,Yufeng Liang,Qinghao Li,Taylor Barnes,Sung-Jin Ahn,Kevin H. Stone,Mitchell McIntire,Jihyun Hong,Jay Hyok Song,Yiyang Li,Apurva Mehta,Stefano Ermon,Tolek Tyliszczak,A. L. D. Kilcoyne,D. J. Vine,Jin-Hwan Park,Seok‐Kwang Doo,Michael F. Toney,Wanli Yang
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:8 (1): 2091-2091 被引量:686
标识
DOI:10.1038/s41467-017-02041-x
摘要

Abstract Lithium-rich layered transition metal oxide positive electrodes offer access to anion redox at high potentials, thereby promising high energy densities for lithium-ion batteries. However, anion redox is also associated with several unfavorable electrochemical properties, such as open-circuit voltage hysteresis. Here we reveal that in Li 1.17– x Ni 0.21 Co 0.08 Mn 0.54 O 2 , these properties arise from a strong coupling between anion redox and cation migration. We combine various X-ray spectroscopic, microscopic, and structural probes to show that partially reversible transition metal migration decreases the potential of the bulk oxygen redox couple by > 1 V, leading to a reordering in the anionic and cationic redox potentials during cycling. First principles calculations show that this is due to the drastic change in the local oxygen coordination environments associated with the transition metal migration. We propose that this mechanism is involved in stabilizing the oxygen redox couple, which we observe spectroscopically to persist for 500 charge/discharge cycles.
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
1秒前
完美世界应助育三杯清栀采纳,获得10
1秒前
1秒前
乌拉完成签到,获得积分10
2秒前
852应助King采纳,获得10
2秒前
明理高山完成签到,获得积分20
2秒前
3秒前
4秒前
5秒前
贪玩秋蝶发布了新的文献求助10
6秒前
米线儿发布了新的文献求助10
7秒前
充电宝应助qqzhang采纳,获得10
7秒前
刘岩松完成签到,获得积分10
7秒前
燕子发布了新的文献求助10
8秒前
孙靖博发布了新的文献求助10
9秒前
redeem完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
10秒前
Yuuki完成签到,获得积分10
11秒前
幸运的羊完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
学习者完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
傲寒完成签到 ,获得积分10
16秒前
小满发布了新的文献求助10
16秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
17秒前
大力的冬萱应助莉莉采纳,获得20
18秒前
19秒前
科研民工发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
21秒前
啊皮发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
7788999发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
顾矜应助龘龖采纳,获得10
24秒前
ekko发布了新的文献求助10
25秒前
高分求助中
(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
Markov Chain Monte Carlo 5000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Evidence Summary. Injection (subcutaneous):op- timal administration 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7495648
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9086709
关于积分的说明 19380728
捐赠科研通 7106901
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3249891
关于科研通互助平台的介绍 2419263
邀请新用户注册赠送积分活动 2235647