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 [Nature Portfolio]
卷期号:8 (7): 684-691 被引量:1220
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
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
烟花应助伶俐小鸽子采纳,获得10
刚刚
刚刚
田様应助yyyyyzy采纳,获得10
1秒前
1秒前
上蓝南宫发布了新的文献求助10
1秒前
大模型应助Ada采纳,获得10
1秒前
1秒前
Niki完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
吴兰田发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
科研通AI6.4应助酶没美镁采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
元宝发布了新的文献求助10
4秒前
搜集达人应助感冒的采纳,获得10
4秒前
李健的粉丝团团长应助zhou采纳,获得10
5秒前
5秒前
谢罗姜完成签到,获得积分10
5秒前
细心醉柳发布了新的文献求助10
6秒前
hxx发布了新的文献求助10
6秒前
虚幻羊青发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
科目三应助岚47采纳,获得10
6秒前
6秒前
Owen应助Jimmy_King采纳,获得10
7秒前
大模型应助Jimmy_King采纳,获得30
7秒前
7秒前
舒心十八发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
洋芋发布了新的文献求助10
8秒前
洋芋发布了新的文献求助10
8秒前
秦艽发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
Yff发布了新的文献求助10
8秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Structural Geology: A Quantitative Introduction 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 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 7214748
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8846694
关于积分的说明 18669721
捐赠科研通 6869426
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3184294
关于科研通互助平台的介绍 2345543
邀请新用户注册赠送积分活动 2158644