Evidence of reversible oxygen participation in anomalously high capacity Li- and Mn-rich cathodes for Li-ion batteries

材料科学 阴极 X射线吸收光谱法 电化学 氧气 过渡金属 氧化还原 析氧 氧化物 吸收光谱法 电极 锂(药物) 无机化学 物理化学 冶金 有机化学 催化作用 化学 内分泌学 医学 生物化学 物理 量子力学
作者
Shoaib Muhammad,Hyunchul Kim,Yunok Kim,Donghwi Kim,Jay Hyok Song,Jaegu Yoon,Jin-Hwan Park,Sung-Jin Ahn,Sun‐Ho Kang,Michael M. Thackeray,Won‐Sub Yoon
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:21: 172-184 被引量:132
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2015.12.027
摘要

Abstract The reaction mechanism of a high capacity lithium- and manganese-rich metal oxide, 0.4Li2MnO3–0.6LiMn0.5Ni0.5O2, has been investigated at the atomic level. High-resolution synchrotron X-ray powder diffraction (HRPD) and X-ray absorption spectroscopy (XAS) were used, respectively, to evaluate the electrochemical charge and discharge reactions in terms of local and bulk structural changes, and variations in the oxidation states of the transition metal ions. Ni K-edge XAS data indicate the participation of nickel in reversible redox reactions, whereas Mn K-edge absorption spectra show that the manganese ions do not participate in the electrochemical reactions. Rietveld refinements of the oxygen occupancy during charge and discharge provide evidence of reversible oxygen release and re-accommodation by the host structure; this unique oxygen participation is likely the main reason for the anomalously high capacity of these electrodes. The HRPD data also show that during the early cycles, characteristic peaks of the Li2MnO3 component disappear when charged to 4.7 V, but reappear on discharge to 2.5 V, consistent with a reversible lithium and oxygen extraction process. The results provide new insights into the charge compensation mechanisms that occur when high capacity, lithium- and manganese-rich electrode materials are electrochemically cycled – a topic that is currently being hotly debated in the literature.
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
王木木发布了新的文献求助10
6秒前
anan应助如果有风来采纳,获得10
7秒前
土豆晴完成签到 ,获得积分10
8秒前
long完成签到,获得积分0
8秒前
ly普鲁卡因完成签到,获得积分10
9秒前
Yy完成签到 ,获得积分10
9秒前
也是难得取个名完成签到 ,获得积分10
12秒前
温文尔雅完成签到,获得积分10
13秒前
Qvby3完成签到 ,获得积分10
18秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
21秒前
乐乐应助coven采纳,获得30
21秒前
温柔觅松完成签到 ,获得积分10
21秒前
冷静如松完成签到 ,获得积分10
22秒前
勤奋完成签到,获得积分0
33秒前
leng完成签到 ,获得积分10
33秒前
如果有风来完成签到,获得积分10
37秒前
高文强完成签到 ,获得积分10
37秒前
明天过后完成签到,获得积分10
39秒前
yinshan完成签到 ,获得积分10
39秒前
爱科研的小虞完成签到 ,获得积分10
40秒前
Hudson完成签到,获得积分10
41秒前
大大大大宝凌完成签到,获得积分10
49秒前
bohn123完成签到 ,获得积分10
50秒前
C_Li完成签到,获得积分10
52秒前
小白果果完成签到,获得积分10
54秒前
人文完成签到 ,获得积分10
54秒前
LXZ完成签到,获得积分10
54秒前
上官完成签到 ,获得积分10
56秒前
Cai完成签到,获得积分10
58秒前
zdy完成签到,获得积分10
59秒前
乔砖家应助CL837809486采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
陈_Ccc完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
南风知我意完成签到,获得积分10
1分钟前
DXDXJX完成签到 ,获得积分10
1分钟前
h41692011完成签到 ,获得积分10
1分钟前
coven发布了新的文献求助30
1分钟前
sciforce完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Coking simulation aids on-stream time 450
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
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
Novel Preparation of Chitin Nanocrystals by H2SO4 and H3PO4 Hydrolysis Followed by High-Pressure Water Jet Treatments 300
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 4015603
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3555597
关于积分的说明 11318138
捐赠科研通 3288782
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812284
邀请新用户注册赠送积分活动 887882
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812015