Critical Role of Interfacial Charge Transfer in Reducing Charge Potential of Li–O2 Battery

电荷(物理) 电池(电) 传输(计算) 材料科学 原子物理学 物理 热力学 计算机科学 功率(物理) 量子力学 并行计算
作者
Tiantian Wang,Youwei Wang,Xiaolin Zhao,Erhong Song,Jianjun Liu
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:125 (43): 23758-23763 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.1c07372
摘要

Rechargeable Li–O2 batteries promise high gravimetric energy densities but suffer from a high overpotential, low energy conversion efficiency, and side reactions. A rational design of cathode materials is an important step toward addressing these issues but faces a large challenge of simultaneous optimization for many design parameters such as Li2O2 decomposition reaction kinetics and charge transfer rate in different regions. In this work, two typical materials TiC and TiN are taken as examples to study the energy profiles of Li2O2 decomposition and charge transfer energies from Li2O2 to cathode based on first-principles calculations and an electronic structure analysis. The electrochemical decomposition energies of Li2O2 on O-covered TiC and TiN surfaces make similar contributions to charge potentials (1.17–1.48 and 1.14–1.33 V), respectively. In contrast, interfacial charge transfer energies of 1.98 and 3.04 eV from Li2O2 to TiC and TiN, respectively, are significantly different. The calculated charge potentials of TiC (3.30–3.61 V) and TiN (4.33–4.52 V) are well consistent with experimentally measured values (3.5 and 4.5 V). The present study shows that interfacial charge transfer plays the key role in reducing charge overpotentials and should be considered in the calculation of charge potentials by the use of surface models.
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
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
刚刚
刚刚
晨曦发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
kobiy完成签到 ,获得积分10
1秒前
wu完成签到 ,获得积分10
2秒前
蛋泥完成签到,获得积分10
2秒前
顾矜应助mingjie采纳,获得10
3秒前
zhaowenxian发布了新的文献求助10
3秒前
勤劳傲晴发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
橘子完成签到,获得积分10
6秒前
可耐的从安完成签到 ,获得积分10
7秒前
zho应助背后的诺言采纳,获得10
7秒前
粥粥完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
打打应助陈杰采纳,获得10
9秒前
充电宝应助柔弱凡松采纳,获得10
10秒前
Jasmine发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
大气的秋完成签到,获得积分10
13秒前
桐桐应助BB采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
曙光完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
大方嵩发布了新的文献求助10
15秒前
陌路发布了新的文献求助20
15秒前
Muqi完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
marinemiao发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
丘比特应助wzxxxx采纳,获得10
18秒前
科研通AI5应助飘逸蘑菇采纳,获得10
18秒前
科研通AI2S应助cc采纳,获得10
19秒前
19秒前
19秒前
spray完成签到,获得积分10
20秒前
范范完成签到,获得积分20
20秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 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 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527884
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108006
关于积分的说明 9287444
捐赠科研通 2805757
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540033
邀请新用户注册赠送积分活动 716904
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709794