Density functional theory guidance on rare earth doping—inhibition of lattice oxygen evolution in lithium-rich layered manganese oxide materials

掺杂剂 材料科学 电化学 阴极 密度泛函理论 氧化物 离子 锂(药物) 氧气 无机化学 化学物理 兴奋剂 化学 物理化学 电极 光电子学 冶金 计算化学 有机化学 内分泌学 医学
作者
Zhen Ding,Junting Zhang,Fahai Dong,Pengdong Liu,Yongming Zhu,Peng Gao,Xiaoxiao Huang,Guangwu Wen
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:899: 163311-163311 被引量:13
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2021.163311
摘要

Lithium-rich manganese layered oxide (LLMO) materials are one of the key materials for high energy density lithium ion batteries, but the loss of lattice oxygen during cycling leads to the increase of lithium ion transport resistance and the deterioration of material properties. In this study, density functional theory is used to calculate the formation energies and doping sites of 13 rare earth-doped LLMOs. Rare earth elements tend to occupy the Co site in the LiMO2 phase and screen out Yb, Lu, etc. as the higher-order dopant. The theoretical screening is verified by synthesizing Li1.2Ni0.133Co0.123Mn0.533RE0.01O2 (RE= La, Ce, Nd, Eu, Tm, Yb and Lu) cathode materials. Compared with undoped materials, the doping effect of heavy rare earth elements is better than that of light rare earth elements, which is consistent with the calculation results. Among them, Yb doping has the lowest formation energy, which enhances the TM-O hybridization. The evolution of lattice oxygen is significantly reduced and the material exhibits excellent electrochemical performance (the first discharge capacity is as high as 342.5 mAh g−1). These results provide a reference for the preparation of rare earth doped lithium-rich layered cathode materials with high capacity and stability.
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
科研小白完成签到,获得积分10
刚刚
CodeCraft应助石shi采纳,获得20
2秒前
2秒前
炙热幻灵发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
麟语桐完成签到 ,获得积分10
3秒前
NguyenRe18完成签到,获得积分10
4秒前
大个应助现代的白枫采纳,获得10
4秒前
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
10秒前
爱吃肉肉的手性分子完成签到,获得积分10
11秒前
坚定的棕发布了新的文献求助10
11秒前
CodeCraft应助Twinkle采纳,获得30
12秒前
SciGPT应助无限嫣采纳,获得10
13秒前
炙热幻灵完成签到,获得积分10
14秒前
坚定的棕发布了新的文献求助10
14秒前
坚定的棕发布了新的文献求助10
14秒前
坚定的棕发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
17秒前
17秒前
奋斗的铅笔完成签到 ,获得积分10
17秒前
eirwyn发布了新的文献求助10
19秒前
上官若男应助Yuan采纳,获得10
19秒前
科研牛马完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
KYRIE完成签到,获得积分10
23秒前
zz完成签到,获得积分10
25秒前
leasmoss应助大胆的雁丝采纳,获得10
25秒前
chandler完成签到,获得积分10
26秒前
sanmumu应助秦洛洛采纳,获得10
27秒前
27秒前
28秒前
糖丸子啊啊啊啊完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
30秒前
威武菠萝完成签到,获得积分10
31秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 750
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7526378
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9112950
关于积分的说明 19462420
捐赠科研通 7128564
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3255649
关于科研通互助平台的介绍 2423516
邀请新用户注册赠送积分活动 2243042