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Experimental Studies on Work Functions of Li+ Ions and Electrons in the Battery Electrode Material LiCoO2: A Thermodynamic Cycle Combining Ionic and Electronic Structure

工作职能 热离子发射 材料科学 电池(电) 离子键合 阴极 X射线光电子能谱 离子 工作(物理) 电子 电极 原子物理学 电子结构 分析化学(期刊) 物理化学 纳米技术 热力学 凝聚态物理 核磁共振 化学 物理 功率(物理) 有机化学 图层(电子) 量子力学 色谱法
作者
Stephan Schuld,René Hausbrand,Mathias Fingerle,Wolfram Jaegermann,Karl‐Michael Weitzel
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:8 (18) 被引量:32
标识
DOI:10.1002/aenm.201703411
摘要

Abstract The release of Li + from stoichiometric LiCoO 2 (LCO) – a typical battery electrode material – is investigated by means of thermionic emission. Analysis of the data leads to an ionic work function of w Li+ (LCO) = 4.1 eV. Combination of this value with the electronic work function w e− (LCO) = 5.1 eV, also measured in this work by photoelectron spectroscopy, and with information available from the literature allows the set up, for the first time, of a complete thermodynamic cycle for a Li//LiCoO 2 battery. An open circuit cell voltage of 2.4 eV is derived in line with available literature information. The proof‐of‐principle study presented here provides experimental data on the binding energy values, i.e., chemical potentials, of Li + ‐ions and electrons and thus of Li‐atoms in LiCoO 2 as a battery cathode and is expected to open access to a better understanding and thus to a better design of battery materials.
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