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 锰 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
刚刚
1秒前
1秒前
胆大党的应助被八个脑袋采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
Jasper的应助被感动惜寒采纳,获得10
2秒前
3秒前
歪歪发布了新的文献求助10
3秒前
万能图书馆的应助被times采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
步步高升zx完成签到 ,获得积分10
3秒前
英俊的铭的应助被LEETHEO采纳,获得10
3秒前
Linyinlong发布了新的文献求助10
4秒前
完美世界的应助被哈哈哈采纳,获得10
4秒前
今后的应助被背后如雪采纳,获得10
4秒前
包容煎饼发布了新的文献求助10
4秒前
林泽溪完成签到 ,获得积分10
4秒前
Www发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
蔡万润完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
天妒嘤才完成签到,获得积分20
7秒前
孤独凝芙发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
不想读书完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
科研通AI6.4的应助被julien采纳,获得10
9秒前
123发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
洛神发布了新的文献求助10
10秒前
只只发布了新的文献求助20
11秒前
小小鱼完成签到,获得积分10
12秒前
天妒嘤才发布了新的文献求助10
12秒前
英姑的应助被无辜的鸭子采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
13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
Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 14 Volume Set, 2nd Edition(本书共14册,本求助8volume-14volume共7册,独立harcover版本,非网络版本e-EROS 版,不能网络版转化PDF或提取PDF) 2000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7956162
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9430065
关于积分的说明 21000156
捐赠科研通 7536107
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3369997
关于科研通互助平台的介绍 2505763
邀请新用户注册赠送积分活动 2402079