Interfacial degradation of PEO-based polymer electrolytes on the NMC cathode and CEI components prediction

阴极 电解质 材料科学 分解 化学工程 X射线光电子能谱 聚合物 电池(电) 氧化物 无机化学 化学 电极 物理化学 有机化学 复合材料 热力学 功率(物理) 冶金 工程类 物理
作者
Liang‐Ting Wu,Daniel Brandell,Payam Kaghazchi,Jyh‐Chiang Jiang
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:163 (9)
标识
DOI:10.1063/5.0279513
摘要

All-solid-state Li-metal batteries using solid polymer electrolytes (SPEs) in combination with high-voltage cathodes such as lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC) promise enhanced battery safety, energy density, and flexibility. However, understanding the oxidative decomposition of SPEs on the cathode surfaces and characterizing the resulting cathode-electrolyte interphase (CEI) remain challenging both experimentally and computationally. This study introduces a new computational protocol based on ab initio molecular dynamics for simulating the decomposition of PEO:LiTFSI SPE on the NMC-811 cathode surface using a combined electron- and Li+-removal simulation approach. This method incorporates the effects of the applied electric potential and Li+ migration on electrolyte oxidation during battery charging. The calculations indicate that electrons are withdrawn from both the C–C bonds of PEO and the Ni–O bonds of NMC-811, resulting in C–C bond cleavage and the formation of decomposition fragments. The created Li vacancies in the NMC facilitate coupling between decomposed PEO and exposed surface oxygen. The ROCH2O-M species, identified as the major degradation product on the NMC-811 cathode surface, is in agreement with the experimental XPS spectra. This approach provides detailed insights into the oxidative decomposition of PEO-based SPEs and demonstrates its effectiveness in exploring CEI component formation.

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
白日焰火完成签到 ,获得积分10
1秒前
5秒前
风趣朝雪完成签到,获得积分10
5秒前
stiger完成签到,获得积分0
8秒前
kk完成签到,获得积分10
11秒前
无心的天真完成签到 ,获得积分10
13秒前
沉静问芙完成签到 ,获得积分10
15秒前
hxpxp完成签到,获得积分10
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
19秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
20秒前
吉吉完成签到,获得积分10
23秒前
乐乐应助chenwang采纳,获得30
24秒前
凡凡完成签到,获得积分10
29秒前
Xiaoyisheng完成签到,获得积分10
35秒前
36秒前
飞云完成签到 ,获得积分10
38秒前
39秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
41秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
41秒前
笔墨纸砚完成签到 ,获得积分10
42秒前
luan完成签到 ,获得积分10
43秒前
51秒前
51秒前
xzw发布了新的文献求助10
52秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
55秒前
怡心亭完成签到 ,获得积分0
57秒前
59秒前
房天川完成签到 ,获得积分10
1分钟前
DianaLee完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xzw完成签到,获得积分10
1分钟前
泡泡茶壶o完成签到 ,获得积分0
1分钟前
大轩完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zhp完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
文艺水风完成签到 ,获得积分10
1分钟前
优雅含灵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
王kk完成签到 ,获得积分10
1分钟前
甘sir完成签到 ,获得积分10
1分钟前
czj完成签到 ,获得积分10
1分钟前
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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
Building Quantum Computers 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
二氧化碳加氢催化剂——结构设计与反应机制研究 660
碳中和关键技术丛书--二氧化碳加氢 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5658393
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4821276
关于积分的说明 15081407
捐赠科研通 4816884
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2577809
邀请新用户注册赠送积分活动 1532635
关于科研通互助平台的介绍 1491328