Charge-compensation in 3d-transition-metal-oxide intercalation cathodes through the generation of localized electron holes on oxygen

化学 氧气 阴极 氧化还原 锂(药物) 分析化学(期刊) 过渡金属 离子 氧化物 无机化学 插层(化学) 物理化学 色谱法 催化作用 有机化学 内分泌学 医学 生物化学
作者
Kun Luo,Matthew R. Roberts,Rong Hao,Niccoló Guerrini,David M. Pickup,Yi‐Sheng Liu,Kristina Edström,Jinghua Guo,A. V. Chadwick,L.-C. Duda,Peter G. Bruce
出处
期刊:Nature Chemistry [Springer Nature]
卷期号:8 (7): 684-691 被引量:1001
标识
DOI:10.1038/nchem.2471
摘要

During the charging and discharging of lithium-ion-battery cathodes through the de- and reintercalation of lithium ions, electroneutrality is maintained by transition-metal redox chemistry, which limits the charge that can be stored. However, for some transition-metal oxides this limit can be broken and oxygen loss and/or oxygen redox reactions have been proposed to explain the phenomenon. We present operando mass spectrometry of (18)O-labelled Li1.2[Ni0.13(2+)Co0.13(3+)Mn0.54(4+)]O2, which demonstrates that oxygen is extracted from the lattice on charging a Li1.2[Ni0.13(2+)Co0.13(3+)Mn0.54(4+)]O2 cathode, although we detected no O2 evolution. Combined soft X-ray absorption spectroscopy, resonant inelastic X-ray scattering spectroscopy, X-ray absorption near edge structure spectroscopy and Raman spectroscopy demonstrates that, in addition to oxygen loss, Li(+) removal is charge compensated by the formation of localized electron holes on O atoms coordinated by Mn(4+) and Li(+) ions, which serve to promote the localization, and not the formation, of true O2(2-) (peroxide, O-O ~1.45 A) species. The quantity of charge compensated by oxygen removal and by the formation of electron holes on the O atoms is estimated, and for the case described here the latter dominates.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
1秒前
田様应助Solar energy采纳,获得10
2秒前
零零零零完成签到,获得积分20
2秒前
伶俐世德完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
太阳完成签到 ,获得积分10
4秒前
离家出走的杰瑞完成签到,获得积分10
4秒前
MoodMeed完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
小李完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
派大星发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
8R60d8应助OA采纳,获得10
11秒前
小白发布了新的文献求助10
11秒前
sandra发布了新的文献求助10
11秒前
dundun发布了新的文献求助10
12秒前
破忒头发布了新的文献求助30
12秒前
13秒前
14秒前
14秒前
DW完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
Lucas应助Lucky采纳,获得10
17秒前
sfz完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
科研修沟发布了新的文献求助10
18秒前
周七七发布了新的文献求助10
18秒前
20秒前
淡淡菠萝发布了新的文献求助10
22秒前
胡楠发布了新的文献求助10
22秒前
冷静水蓝发布了新的文献求助30
23秒前
星月相遂完成签到,获得积分10
23秒前
陈醋完成签到,获得积分10
25秒前
英姑应助hochorsin采纳,获得10
25秒前
ejonlove发布了新的文献求助30
26秒前
26秒前
26秒前
27秒前
高分求助中
The Oxford Handbook of Social Cognition (Second Edition, 2024) 1050
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3140687
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2791513
关于积分的说明 7799361
捐赠科研通 2447868
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1302096
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626439
版权声明 601194