Molecular Orbital Principles of Oxygen-Redox Battery Electrodes

氧化还原 材料科学 锂(药物) 电池(电) 氧气 电极 纳米技术 过渡金属 化学物理 化学 催化作用 物理化学 有机化学 物理 热力学 内分泌学 功率(物理) 冶金 医学
作者
Masashi Okubo,Atsuo Yamada
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:9 (42): 36463-36472 被引量:208
标识
DOI:10.1021/acsami.7b09835
摘要

Lithium-ion batteries are key energy-storage devices for a sustainable society. The most widely used positive electrode materials are LiMO2 (M: transition metal), in which a redox reaction of M occurs in association with Li+ (de)intercalation. Recent developments of Li-excess transition-metal oxides, which deliver a large capacity of more than 200 mAh/g using an extra redox reaction of oxygen, introduce new possibilities for designing higher energy density lithium-ion batteries. For better engineering using this fascinating new chemistry, it is necessary to achieve a full understanding of the reaction mechanism by gaining knowledge on the chemical state of oxygen. In this review, a summary of the recent advances in oxygen-redox battery electrodes is provided, followed by a systematic demonstration of the overall electronic structures based on molecular orbitals with a focus on the local coordination environment around oxygen. We show that a π-type molecular orbital plays an important role in stabilizing the oxidized oxygen that emerges upon the charging process. Molecular orbital principles are convenient for an atomic-level understanding of how reversible oxygen-redox reactions occur in bulk, providing a solid foundation toward improved oxygen-redox positive electrode materials for high energy-density 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
LGH发布了新的文献求助10
1秒前
边边边完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
yui完成签到 ,获得积分10
2秒前
yiban应助su采纳,获得10
2秒前
cdercder应助mst采纳,获得10
3秒前
小蘑菇应助mst采纳,获得10
3秒前
少吃一口完成签到,获得积分10
3秒前
LaInh发布了新的文献求助10
3秒前
颜庸发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
moonglow发布了新的文献求助10
7秒前
淡定冬日发布了新的文献求助10
7秒前
lyyyyy发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
科研通AI6.2应助快乐小狗采纳,获得10
7秒前
边边边发布了新的文献求助20
8秒前
科研通AI2S应助WEAWEA采纳,获得10
8秒前
cdercder应助小晨哥采纳,获得10
8秒前
打打应助胡建采纳,获得10
8秒前
英俊的铭应助djbj2022采纳,获得10
10秒前
10秒前
酒吧舞男茜茜妈完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
jiang完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
12秒前
现实的傲珊完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
LaInh完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
rrr发布了新的文献求助10
13秒前
脑洞疼应助碎落星沉采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
翟庆春完成签到,获得积分10
14秒前
sunsnow完成签到,获得积分10
14秒前
15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
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 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 7254912
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8876858
关于积分的说明 18743997
捐赠科研通 6935337
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3200265
关于科研通互助平台的介绍 2374871
邀请新用户注册赠送积分活动 2175214