Solvothermal Synthesis of LiMn1–xFexPO4Cathode Materials: A Study of Reaction Mechanisms by Time-Resolved in Situ Synchrotron X-ray Diffraction

溶剂热合成 溶解 材料科学 乙二醇 阴极 降水 相(物质) 结晶学 化学工程 化学 物理化学 冶金 物理 有机化学 气象学 工程类
作者
Jianming Bai,Jian Hong,Haiyan Chen,Jason Graetz,Feng Wang
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:119 (5): 2266-2276 被引量:35
标识
DOI:10.1021/jp508600u
摘要

We applied time-resolved in situ synchrotron X-ray diffraction (XRD) to study the reaction processes and pathways during the solvothermal synthesis of the olivine-structured LiFePO4, LiMnPO4, and LiFe0.4Mn0.6PO4 with ethylene glycol C2H6O2 (EG) as the solvent by following the evolution of the crystal structures of the Fe/Mn-containing phases. We identified a stable intermediate phase in the synthetic reaction process of LiFePO4, viz., a ferrous oxalate EG complex (FeC2O4·C2H6O2), and resolved its structure; thus, we established a two-step reaction mechanism involving dissolution–precipitation followed by interface-coupled dissolution–reprecipitation for the synthesis of LiFePO4. The synthetic reactions in an LiFe0.4Mn0.6PO4 solid solution also followed a two-step process via the formation of a metastable intermediate phase bearing a structural similarity to FeC2O4·C2H6O2 that, however, has a slightly larger unit-cell, indicating that the substitution of Fe by Mn occurred at the intermediate stage. In contrast, the reaction in the synthesis of LiMnPO4 proceeds through a simple process of precipitation. Our findings provide important information for optimizing the synthesis of olivine cathode materials. The in situ XRD method we developed in this work offers a new way of exploring a wide range of solvothermal synthesis reactions, which is valuable for the rational design of new 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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
ZhiningZ完成签到 ,获得积分10
刚刚
科研战士发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
刚刚
干净冰露发布了新的文献求助10
1秒前
Unicorn完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
dollarsbing完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
打打应助zzf采纳,获得10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助150
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
灬卍冉发布了新的文献求助10
4秒前
fxx发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
承诺信守完成签到,获得积分10
6秒前
雪泥发布了新的文献求助150
7秒前
8秒前
咕噜坚果完成签到,获得积分10
8秒前
火星上的跳跳糖完成签到,获得积分10
8秒前
坦率尔蝶完成签到 ,获得积分10
9秒前
living笑白发布了新的文献求助10
9秒前
xzq发布了新的文献求助10
10秒前
husker发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
zhangsudi发布了新的文献求助20
10秒前
科研战士发布了新的文献求助10
10秒前
CR完成签到 ,获得积分10
10秒前
东方三问应助alongi3采纳,获得10
11秒前
cwcuik发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
勤恳迎天发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 2000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 400
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4024682
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3564474
关于积分的说明 11345846
捐赠科研通 3295685
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1815301
邀请新用户注册赠送积分活动 889846
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 813171