First-Principles Simulations for the Surface Evolution and Mn Dissolution in the Fully Delithiated Spinel LiMn2O4

尖晶石 溶解 电解质 阴极 碳酸乙烯酯 锂(药物) 分解 无机化学 材料科学 分子 密度泛函理论 过渡金属 化学物理 化学工程 化学 冶金 物理化学 计算化学 电极 催化作用 有机化学 工程类 医学 内分泌学
作者
Xiaorui Sun,Ruijuan Xiao,Xiqian Yu,Hong Li
出处
期刊:Langmuir [American Chemical Society]
卷期号:37 (17): 5252-5259 被引量:17
标识
DOI:10.1021/acs.langmuir.1c00197
摘要

The interfacial stability between the cathode and electrolyte is an essential issue in the development of high-energy-density and long-life lithium-ion batteries. The deterioration of capacity dominated by Mn dissolution makes LiMn2O4 a representative case for studying the evolution of interfaces. Here, we use the ab initio molecular dynamics (AIMD) method to simulate the interface reaction between the ethylene carbonate (EC) molecules and the (110) surface of completely delithiated LiMn2O4 where most severe Mn dissolution is observed in the experiment. It is found that the intrinsic oxygen loss on the surface will drive the initial migration of surface Mn atoms to the electrolyte while reducing them. The EC molecules will decompose after transferring electrons to the surface Mn atoms, and its decomposition products further promote the Mn dissolution. In addition, oxygen loss and EC decomposition are in a competitive relationship when transferring electrons to the surface Mn atoms. This work provides a complete picture of the step-by-step dissolution of Mn atoms along with the interfacial evolution in the spinel LiMn2O4 system and also provides a scope for the study of transition-metal dissolution in other cathode materials and electrolytes.
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
星满楼完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
科研通AI6.4应助苏小狸采纳,获得20
2秒前
Nole应助我要发nature采纳,获得10
2秒前
羽言发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
刘龙应助enen采纳,获得10
4秒前
dreamzhe完成签到 ,获得积分10
4秒前
刘博士关注了科研通微信公众号
5秒前
5秒前
5秒前
酷炫映阳完成签到 ,获得积分10
5秒前
小二郎应助路人采纳,获得10
5秒前
LYK发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
自建发布了新的文献求助10
7秒前
研友_VZG7GZ应助唐褚采纳,获得20
8秒前
Funy发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
充电宝应助zhuaini采纳,获得10
9秒前
9秒前
ZiyuanLi完成签到 ,获得积分10
9秒前
dreamzhe关注了科研通微信公众号
10秒前
鳗鱼水壶发布了新的文献求助10
11秒前
fullman发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
看海完成签到,获得积分10
11秒前
vc发布了新的文献求助100
12秒前
lxzhou发布了新的文献求助10
12秒前
王醉山完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
yingxiang发布了新的文献求助10
13秒前
Aurora完成签到,获得积分20
14秒前
14秒前
14秒前
zmrright发布了新的文献求助10
15秒前
16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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 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 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 7753458
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9300196
关于积分的说明 20256835
捐赠科研通 7335955
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3310518
关于科研通互助平台的介绍 2461746
邀请新用户注册赠送积分活动 2323539