Selecting substituent elements for LiMnPO4 cathode materials combined with density functional theory (DFT) calculations and experiments

密度泛函理论 材料科学 锂(药物) 掺杂剂 兴奋剂 电解质 离子 化学物理 电化学 扩散 相(物质) 扩散阻挡层 阴极 化学 物理化学 计算化学 纳米技术 热力学 电极 光电子学 内分泌学 物理 医学 有机化学 图层(电子)
作者
Hongliang Zhang,Yang Gong,Jie Li,Ke Du,Yanbing Cao,Jiaqi Li
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier]
卷期号:793: 360-368 被引量:45
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2019.04.191
摘要

LiMnPO4 cathode material has a high voltage platform and matches the existing electrolyte window, and thus researchers are constantly shifting their focus from LiFePO4 to LiMnPO4. However, LiMnPO4 has lower electron (ion) conductivity than LiFePO4, and besides, its delithiated phase MnPO4 will suffer thermal decomposition at lower temperatures more easily than FePO4. In order to effectively solve the above problems by elements substitution, DFT calculations are employed to screen for suitable dopants from a series of transition metals including Fe, Mg, Ni, V, Nb, Ti. Properties such as electronic structure, atomic Bader charge, O2 evolution Gibbs free energy, average voltages, and lithium ion diffusion energy barrier were evaluated. Based on the calculation, Fe is the most effective doping element because Fe doping is able to reduce the band gap of the material and improve the electronic conductivity, suppress the O2 evolution reaction of the delithiation phase and improve the thermal stability. The reason for such a situation is that Fe can form a stronger covalent bond with the surrounding O atoms to bind the escape of O. Fe doping reduces ion diffusion energy barrier to promote lithium ion diffusion. Electrochemical tests show that Fe doping can improve the electrochemical properties of LiMnPO4.

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
搜集达人应助伶俐的夜梦采纳,获得50
刚刚
煤炭不甜完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
万能图书馆应助矜持采纳,获得10
2秒前
kekehuang关注了科研通微信公众号
2秒前
2秒前
霸气若男发布了新的文献求助10
3秒前
孙嘉畯发布了新的文献求助10
3秒前
lbchanger完成签到 ,获得积分10
3秒前
Lisianthus发布了新的文献求助10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
YE完成签到 ,获得积分10
4秒前
领导范儿应助下北沢采纳,获得10
5秒前
gaoww发布了新的文献求助10
5秒前
精明凡雁完成签到,获得积分10
5秒前
我是第一名完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
宛雷雅发布了新的文献求助30
7秒前
冷风发布了新的文献求助10
7秒前
多多发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
李多多发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI6应助胖虎啊采纳,获得10
9秒前
丘比特应助铃科百合子采纳,获得10
10秒前
10秒前
不安青牛应助内向的惜芹采纳,获得10
10秒前
11秒前
kk完成签到,获得积分10
12秒前
淡淡山兰完成签到,获得积分10
13秒前
小白发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
一只眠羊发布了新的文献求助10
14秒前
陈龙发布了新的文献求助10
14秒前
无限青柏完成签到 ,获得积分10
14秒前
15秒前
高分求助中
Theoretical Modelling of Unbonded Flexible Pipe Cross-Sections 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
Basic And Clinical Science Course 2025-2026 3000
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
The polyurethanes book 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
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 5610713
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4695216
关于积分的说明 14885929
捐赠科研通 4723170
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2545217
邀请新用户注册赠送积分活动 1509998
关于科研通互助平台的介绍 1473110