Weak σ–π–σ interaction stabilizes oxygen redox towards high-performance Li–rich layered oxide cathodes

材料科学 氧化还原 阴极 氧化物 氧气 格子(音乐) 离子 化学工程 化学物理 物理化学 冶金 化学 有机化学 物理 声学 工程类
作者
Xin Dong Guo,Jie Li,Yu Zhang,Xu Zhang,Jihong Liu,Wenting Li,Lisi Lu,Guixiao Jia,Shengli An,Xinping Qiu
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:123: 109390-109390 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2024.109390
摘要

The aggregation of Li2MnO3–like domains in Li-rich layered oxides (LLOs) causes severe capacity/voltage fading, which seriously impedes their commercial applications. Here, we design Co–free LLO models with well–dispersed Li2MnO3–like domains (D–LNMO) and aggregated Li2MnO3–like domains (A–LNMO) to investigate the oxygen redox process and structural stability. It is found that low oxygen partial pressure can disperse Li2MnO3–like domains by forming stable ONiMn4+Mn3+Li3 coordination configurations so that D-LNMO is predominant. Moreover, a novel oxygen oxidation mechanism involving a weak σ–π–σ interaction where oxygen redox in OTM2MnLi3 (TM = Ni, Mn) configurations is triggered by O in Li-O-Li configurations is revealed. Specifically, the lattice oxygen at the interface of Li2MnO3–like domains and LiTMO2 domains can be activated, which is beyond conventional Li-O-Li configuration. Due to the abundance of interfacial lattice oxygen in D–LNMO, more lattice oxygen participates in charge compensation, thereby relieving the oxidation load of oxygen ions, suppressing lattice oxygen release, and delaying irreversible structural transformation. Consequently, D-LNMO possesses highly reversible oxygen redox and exceptional structural stability, exhibiting superior cycling stability of high capacity. The findings provide new perspectives and concepts for designing high-energy Li-rich cathodes.
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
苏素完成签到,获得积分10
2秒前
aeolianbells完成签到 ,获得积分10
2秒前
科研通AI6.3应助海风采纳,获得10
2秒前
drslytherin完成签到,获得积分10
3秒前
奋斗土豆完成签到 ,获得积分10
6秒前
小破仁完成签到,获得积分10
7秒前
pophoo完成签到,获得积分10
7秒前
lili完成签到,获得积分10
7秒前
高大冷菱完成签到 ,获得积分10
7秒前
yrghitiam完成签到,获得积分10
8秒前
fishswim1完成签到,获得积分10
9秒前
ding应助torfun采纳,获得10
10秒前
小七2022完成签到,获得积分10
10秒前
南拥夏栀完成签到,获得积分10
11秒前
ACC完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
圆圈圈完成签到 ,获得积分10
13秒前
pick_up完成签到,获得积分10
13秒前
岁月旧曾谙完成签到,获得积分10
13秒前
纯真保温杯完成签到 ,获得积分10
14秒前
宁灭龙完成签到,获得积分10
16秒前
十一发布了新的文献求助10
17秒前
清爽凝安完成签到 ,获得积分10
18秒前
超男完成签到 ,获得积分10
19秒前
charles完成签到,获得积分10
22秒前
黄74185296完成签到,获得积分10
23秒前
席以亦完成签到,获得积分10
25秒前
再来个大脑完成签到 ,获得积分10
26秒前
nkmenghan完成签到,获得积分10
27秒前
手可摘星陈同学完成签到 ,获得积分10
28秒前
28秒前
29秒前
笨笨完成签到 ,获得积分10
30秒前
ghdrghh完成签到,获得积分10
31秒前
玉米完成签到,获得积分10
33秒前
elsa嘻嘻完成签到 ,获得积分10
33秒前
33秒前
Ava应助ydp采纳,获得10
33秒前
嬛嬛完成签到,获得积分10
34秒前
35秒前
高分求助中
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
First commercial application of ELCRES™ HTV150A film in Nichicon capacitors for AC-DC inverters: SABIC at PCIM Europe 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6005035
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7526921
关于积分的说明 16112397
捐赠科研通 5150565
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2759799
邀请新用户注册赠送积分活动 1736851
关于科研通互助平台的介绍 1632130