已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Li+ Diffusion in Amorphous and Crystalline Al2O3 for Battery Electrode Coatings

材料科学 阳极 无定形固体 化学物理 扩散阻挡层 阴极 电极 锂(药物) 扩散 纳米技术 结晶学 热力学 化学 物理化学 图层(电子) 内分泌学 物理 医学
作者
Adelaide M. Nolan,Darshana Wickramaratne,Noam Bernstein,Yifei Mo,M. D. Johannes
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:33 (19): 7795-7804 被引量:29
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.1c02239
摘要

Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> is often applied protectively to lithium-ion battery anode and cathode materials to inhibit surface degradation, suppress dendrite formation, and relieve mechanical stresses. Given the very high intrinsic band gap and diffusion barrier of the material, the mechanism that allows Li diffusion through these coatings is not well understood, and widely varying laboratory results indicate that there may be dependencies on morphology and stoichiometry. Using nudged elastic band calculations and ab initio molecular dynamics, we perform a systematic investigation across Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> structures, both crystalline and amorphous, and at various concentrations of Li<sup>+</sup> to uncover the optimal parameters for maximally diffusive coatings. We find a correlation between the low proximity of Li<sup>+</sup> to Al<sup>3+</sup> and the low Li<sup>+</sup> migration barrier. Although barriers are the lowest in the highly diffusive one-dimensional channels of crystalline θ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, the system is structurally delicate and subject to detrimental distortion as the Li<sup>+</sup> content is increased. The α-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> lattice is, conversely, highly stable against distortion at all Li<sup>+</sup> concentrations but disadvantageous for Li<sup>+</sup> migration. In amorphous systems, unscreened Li<sup>+</sup>–Li<sup>+</sup> Coulomb repulsion and pre-emptive occupation of “trapping sites” combine to lower the energy barriers as a function of increasing concentration. One of our most important findings is that Al-deficient materials can sharply increase Li<sup>+</sup> movement, and we predict that an amorphous material with a combination of high Li<sup>+</sup> concentration and Al deficiency would enable highly Li<sup>+</sup>-conductive protective coatings for electrodes.
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
酷酷的又亦完成签到 ,获得积分20
1秒前
111完成签到 ,获得积分10
1秒前
科研通AI2S应助_ban采纳,获得10
1秒前
何永灿完成签到 ,获得积分20
2秒前
舒适的方盒完成签到 ,获得积分10
2秒前
xwwx完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
空空完成签到,获得积分20
2秒前
xiao完成签到 ,获得积分10
2秒前
AishuangQi完成签到,获得积分10
3秒前
葉鳳怡完成签到 ,获得积分10
3秒前
龚瑶完成签到 ,获得积分10
3秒前
11发布了新的文献求助10
4秒前
zzzy完成签到 ,获得积分10
4秒前
GingerF完成签到,获得积分0
4秒前
鲁丁丁完成签到 ,获得积分10
4秒前
鱼仔完成签到,获得积分10
5秒前
专注的安青完成签到 ,获得积分10
5秒前
腼腆的修杰完成签到,获得积分10
5秒前
ccshi完成签到,获得积分10
5秒前
uikymh完成签到 ,获得积分0
6秒前
哈哈完成签到 ,获得积分0
6秒前
虚拟的凌旋完成签到 ,获得积分10
6秒前
惊鸿完成签到 ,获得积分10
6秒前
刘辰完成签到 ,获得积分10
7秒前
欣慰的小甜瓜完成签到 ,获得积分10
7秒前
科研狗完成签到 ,获得积分10
7秒前
Chen完成签到 ,获得积分10
8秒前
坦率的尔冬完成签到,获得积分10
8秒前
善学以致用应助Eric_Liuzy采纳,获得10
8秒前
葫芦侠发布了新的文献求助10
8秒前
XXG完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
cardioJA完成签到 ,获得积分10
9秒前
Jonathan完成签到,获得积分10
9秒前
Ww完成签到 ,获得积分10
9秒前
愉快的犀牛完成签到 ,获得积分10
9秒前
Sarah完成签到,获得积分10
9秒前
kiku完成签到 ,获得积分20
9秒前
小债完成签到 ,获得积分10
9秒前
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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1001
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 1000
Active-site design in Cu-SSZ-13 curbs toxic hydrogen cyanide emissions 500
On the application of advanced modeling tools to the SLB analysis in NuScale. Part I: TRACE/PARCS, TRACE/PANTHER and ATHLET/DYN3D 500
L-Arginine Encapsulated Mesoporous MCM-41 Nanoparticles: A Study on In Vitro Release as Well as Kinetics 500
Virus-like particles empower RNAi for effective control of a Coleopteran pest 400
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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5462934
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4567758
关于积分的说明 14311405
捐赠科研通 4493564
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2461752
邀请新用户注册赠送积分活动 1450823
关于科研通互助平台的介绍 1425954

今日热心研友

注:热心度 = 本日应助数 + 本日被采纳获取积分÷10