(Non)Equilibrium Reaction Pathway Upon Charging/Discharging for Mn‐Fe Olivine Phosphates

橄榄石 材料科学 化学工程 无机化学 矿物学 化学 工程类
作者
Dohyeong Kwon,Duho Kim
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:15 (31) 被引量:6
标识
DOI:10.1002/aenm.202501444
摘要

Abstract LiMn y Fe 1− y PO 4 (LMFP) has emerged as a promising candidate for substituting LiFePO 4 due to its higher energy density while preserving cost‐effectiveness. However, LMFPs are veiled by their asymmetric charge‐discharge voltage profiles that arise from complex phase transitions. In this study, first‐principles calculations are employed to systematically investigate the phase transition mechanisms and electronic structure evolutions in LiFePO 4 and LiMnPO 4 , with a focus on elucidating the behavior of Li 1– x Mn y Fe 1− y PO 4 for next‐generation lithium‐ion batteries. Detailed phase diagrams across the full lithiation range, combined with partial density of states analysis, reveal that the dual voltage plateaus arise from the distinct redox processes of Fe 2+ /Fe 3+ and Mn 2+ /Mn 3+ . Notably, the thermodynamic equilibrium reaction pathway of LMFP follows a sequence of biphasic, monophasic, and biphasic transitions. In contrast, the intrinsic insulating characteristics of iron phosphate trigger a non‐equilibrium reaction during charging. This non‐equilibrium behavior, marked by phase segregation and limited electron mobility due to Mott‐insulator characteristics, leads to a stepwise (stair‐like) voltage profile during charging, whereas the discharging process follows an equilibrium pathway with a smoother voltage response. These insights into the interplay between thermodynamics, electronic structure, and insulating properties provide a theoretical foundation for understanding LMFP cathodes.
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
小黑完成签到,获得积分10
1秒前
Zzx完成签到,获得积分10
1秒前
壮观听芹完成签到,获得积分10
1秒前
萝卜不困完成签到,获得积分10
1秒前
eye完成签到,获得积分10
1秒前
hongtaoli2024完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
HoldenX完成签到,获得积分10
2秒前
隐形曼青应助Likz采纳,获得10
4秒前
狄百招完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
wanci应助HandsomeBoy采纳,获得10
4秒前
4秒前
大气指甲油完成签到,获得积分10
4秒前
CHENDQ完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
刚果王子完成签到,获得积分10
5秒前
秀丽雁风完成签到,获得积分10
5秒前
科研蛀虫完成签到 ,获得积分10
5秒前
乐观的箭头完成签到,获得积分10
5秒前
keke完成签到,获得积分10
5秒前
罗兰完成签到,获得积分10
5秒前
今后应助Zzx采纳,获得10
5秒前
Elaine完成签到,获得积分10
6秒前
好运常在完成签到,获得积分10
6秒前
ffrrss应助Fjun采纳,获得10
7秒前
青青发布了新的文献求助30
7秒前
酪酪Alona发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
didi发布了新的文献求助10
8秒前
哑铃完成签到,获得积分10
8秒前
刘子琪完成签到,获得积分10
9秒前
坎德拉完成签到,获得积分10
9秒前
orixero应助酷炫傲安采纳,获得10
9秒前
李爱国应助无限的热狗采纳,获得30
9秒前
9秒前
科研小白完成签到,获得积分10
9秒前
大巧若拙完成签到,获得积分10
9秒前
健壮的芷容完成签到,获得积分10
9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
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 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 6555301
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8339577
关于积分的说明 17866208
捐赠科研通 5672857
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2940215
邀请新用户注册赠送积分活动 1916123
关于科研通互助平台的介绍 1786088