Surface Morphology and Surface Stability against Oxygen Loss of the Lithium-Excess Li2MnO3 Cathode Material as a Function of Lithium Concentration

材料科学 锂(药物) 元动力学 化学计量学 氧气 阴极 化学工程 曲面(拓扑) 插层(化学) 曲面重建 化学物理 粒子(生态学) 纳米技术 离子 物理化学 无机化学 分子动力学 计算化学 化学 几何学 有机化学 内分泌学 数学 工程类 地质学 海洋学 医学
作者
Yongwoo Shin,Kristin A. Persson
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:8 (38): 25595-25602 被引量:37
标识
DOI:10.1021/acsami.6b07259
摘要

There is a growing appreciation for the role of surface reactivity and subsequent reconstruction affecting the performance of high-voltage, high-capacity Li-ion cathode materials. In particular, the promising Li-excess materials are known to exhibit significant vulnerability toward oxygen release, which can cause surface densification and impede Li intercalation. Here we focus on the end member, Li2MnO3, as a Li-excess, Mn-rich representative of this class of materials and systematically elucidate all possible stoichiometric low Miller index surfaces with various cation ordering on each surface. We apply surface cation reconstruction rules that depend on the local environment, including target Mn–Li site exchanges, and optimize the resulting surface Li configurations using metadynamics. The equilibrium Wulff shape shows dominant (001), (010) surface facets, and almost all facets exhibit favorable Mn reconstruction. Most importantly, we find that while all equilibrium LixMnO3 surfaces become unstable toward oxygen release for x < 1.7, some facets are consistently more resistant than others which may provide a design metric for more stable particle morphologies and enhanced surface oxygen retention.

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
秋天发布了新的文献求助10
1秒前
二九完成签到,获得积分10
1秒前
LHY完成签到,获得积分10
1秒前
柠檬iiiis发布了新的文献求助10
2秒前
一尾鳜鱼发布了新的文献求助10
2秒前
jam发布了新的文献求助10
4秒前
夏天完成签到,获得积分20
4秒前
5秒前
5秒前
6秒前
完美世界应助蓝天采纳,获得10
6秒前
7秒前
隐形曼青应助发嗲的含芙采纳,获得10
8秒前
hys发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
Nick_71发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
11秒前
banbb发布了新的文献求助10
11秒前
ekdjk发布了新的文献求助10
12秒前
柠檬iiiis完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
张长江发布了新的文献求助10
14秒前
豆豆发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
MaSiYing发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
初景应助满意易蓉采纳,获得20
16秒前
17秒前
王诗语发布了新的文献求助10
19秒前
changl2023发布了新的文献求助50
20秒前
共享精神应助芋你呀采纳,获得10
20秒前
科目三应助优秀的幻波采纳,获得10
22秒前
tree完成签到,获得积分10
23秒前
研究牛王发布了新的文献求助10
24秒前
Lu关闭了Lu文献求助
24秒前
26秒前
光锥之外发布了新的文献求助10
27秒前
月无痕moon完成签到,获得积分10
28秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 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
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
The Immune System (Fifth Edition) 500
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 6566265
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8346558
关于积分的说明 17883100
捐赠科研通 5691340
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2943325
邀请新用户注册赠送积分活动 1919348
关于科研通互助平台的介绍 1794206