Voltage-Dependent First-Principles Barriers to Li Transport within Li-Ion Battery Solid Electrolyte Interphases

阳极 电解质 离子 化学物理 阴极 电化学 电池(电) 化学 电压 矩形势垒 材料科学 原子物理学 电极 光电子学 热力学 物理化学 物理 有机化学 功率(物理) 量子力学
作者
Quinn Campbell
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:128 (25): 10259-10269
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.4c00660
摘要

Charging a Li-ion battery requires Li-ion transport between the cathode and the anode. This Li-ion transport is dependent on (among other factors) the electrostatic environment that the ion encounters within the solid electrolyte interphase (SEI), which separates the anode from the surrounding electrolyte. A previous first-principles work has illuminated the reaction barriers through likely atomistic SEI environments but has had difficulty accurately reflecting the larger electrostatic potential landscape that an ion encounters moving through the SEI. In this work, we apply the recently developed quantum continuum approximation (QCA) technique to provide an equilibrium electronic potentiostat for first-principles interface calculations. Using QCA, we calculate the potential barrier for Li-ion transport through LiF, Li2O, and Li2CO3 SEIs along with LiF–LiF and LiF–Li2O grain boundaries, all paired with Li metal anodes. We demonstrate that the SEI potential barrier is dependent on the electrochemical potentials of the anode in each system. Finally, we use these techniques to estimate the change in the diffusion barrier for a Li ion moving in a LiF SEI as a function of the anode potential. We find that properly accounting for interface and electronic voltage effects significantly lowers reaction barriers compared with previous literature results.
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
ggmm发布了新的文献求助10
1秒前
wabfye发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
Crazyhhb完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
星愿完成签到,获得积分20
2秒前
zzz发布了新的文献求助40
3秒前
123完成签到,获得积分10
3秒前
hahahah发布了新的文献求助10
4秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
Kiritoshi应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
FashionBoy应助st采纳,获得10
5秒前
Kiritoshi应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
贪玩雅山发布了新的文献求助10
5秒前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
哭泣青雪发布了新的文献求助10
5秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7777777发布了新的文献求助10
7秒前
小小媛发布了新的文献求助10
7秒前
rtan发布了新的文献求助30
8秒前
香蕉觅云应助Bill采纳,获得10
8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
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
A Social and Cultural History of the Hellenistic World 500
Chemistry and Physics of Carbon Volume 15 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6397542
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8212928
关于积分的说明 17401464
捐赠科研通 5450944
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2881170
邀请新用户注册赠送积分活动 1857682
关于科研通互助平台的介绍 1699724