Analyzing the capacity fading mechanism in high-capacity Cr8O21 as a cathode material for Li-ion batteries

衰退 阴极 机制(生物学) 离子 材料科学 光电子学 核工程 工程物理 化学 计算机科学 物理 电信 工程类 物理化学 量子力学 解码方法 有机化学
作者
Baozhen Sun,Yi Yan,Bo Xu,Haimei Luo,Musheng Wu,Shuying Zhong,Chuying Ouyang
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:126 (19)
标识
DOI:10.1063/5.0255382
摘要

The capacity fading mechanism of Cr8O21 remains unclear owing to the lack of reliable evidence. To elucidate the source of capacity loss, we investigated the structures, the structural evolution process, and phase transitions of lithiated Cr8O21 (LixCr8O21) using first-principles calculations. On the one hand, we found that LixCr8O21 adopts a sandwich structure at low Li content but exhibits a rock salt-like structure at high Li content. Compared to the sandwich-like LixCr8O21, the rock salt-like LixCr8O21 possesses a reduced volume and, therefore, decreased interstitial Li sites. The rock salt-like LixCr8O21 structure can maximally store 14 Li, less than 4 Li compared to the sandwich structure. Therefore, this structural change from sandwich-like into rock salt-like is a reason for the capacity loss in Cr8O21 in the discharge process. On the other hand, the convex hull and phase diagram demonstrate that the rock salt-like LixCr8O21 is thermodynamically unstable, and a portion of it transforms into active LiCrO2 during the first discharge. However, LiCrO2 is then converted into CrO2, rather than Cr8O21 in the subsequent charge process. This irreversible phase transition (Cr8O21 → LiCrO2 in the discharge process and LiCrO2 → CrO2 in the charge process) is another significant cause for the capacity loss in Cr8O21. This study provides key theoretical evidence for the drastic capacity fading in Cr8O21 and thereby facilitates the future development of high-capacity cathodes for lithium-ion batteries.
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
zoe完成签到,获得积分10
刚刚
wjlxw完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
小马甲应助Rubisco采纳,获得10
3秒前
xiaxia42完成签到 ,获得积分10
4秒前
GingerF应助wjlxw采纳,获得55
5秒前
wsj完成签到 ,获得积分10
6秒前
Araung完成签到,获得积分10
7秒前
zzj512682701完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
超超完成签到 ,获得积分10
12秒前
书山有路勤为径完成签到 ,获得积分10
13秒前
zbidnh完成签到,获得积分10
15秒前
IMPRESSED完成签到,获得积分10
16秒前
糊涂的涂涂完成签到,获得积分10
20秒前
橙汁完成签到 ,获得积分10
20秒前
郑琦敏钰完成签到 ,获得积分10
21秒前
芭乐王子完成签到 ,获得积分10
23秒前
端庄代荷完成签到 ,获得积分10
24秒前
所所应助锈show采纳,获得10
25秒前
江任意西完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
拉长的诺言完成签到,获得积分10
27秒前
Hello应助Max采纳,获得10
27秒前
liuzhuohao应助xh采纳,获得10
28秒前
30秒前
星沉静默完成签到 ,获得积分10
31秒前
星沉静默完成签到 ,获得积分10
31秒前
李健的小迷弟应助bhc186采纳,获得10
31秒前
leeyolo完成签到,获得积分10
33秒前
Copyright应助wangzhiyong采纳,获得10
34秒前
35秒前
开心的人杰完成签到,获得积分10
36秒前
CML完成签到,获得积分10
36秒前
gyyy完成签到,获得积分10
37秒前
Max完成签到,获得积分10
38秒前
合适无施发布了新的文献求助10
39秒前
hobator完成签到,获得积分10
41秒前
Max发布了新的文献求助10
41秒前
東南風完成签到,获得积分10
41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
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
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 7290696
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8909840
关于积分的说明 18857192
捐赠科研通 6957998
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3209151
关于科研通互助平台的介绍 2378959
邀请新用户注册赠送积分活动 2184892