氧空电子状态对Li0.5(Ni0.8Mn0.1Co0.1) O2阴极材料中的Ni迁移的影响
Ravanny W M Komalig1, Ganes Shukri1,2, Mohammad Kemal Agusta1,2
1Advanced Functional Materials Research Group, Faculty of Industrial Technology, Bandung Institute of Technology, Bandung 40132, West Java, Indonesia. ganes_tf07@itb.ac.id.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|November 14, 2023
概括
了解离子电池阴极中的氧气空缺是关键. 充满氧气的空缺阻碍了的迁移,增强了高层氧化物中的结构稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 计算化学的计算化学
背景情况:
- 在离子电池中的分层氧化物阴极经历相变.
- 离子迁移和氧气空缺推动了高材料的这种转变.
- 氧气空缺充电状态在气候迁移中的作用尚不清楚.
研究的目的:
- 研究 (Ni) 在化Li0.5Ni0.8Mn0.1Co0.1O2 (Li0.5NMC811) 中的迁移.
- 检查中性和充电氧空缺对Ni迁移的影响.
- 阐明氧气空电子状态对阴极稳定性的影响.
主要方法:
- 第一个原则密度函数理论 (DFT) 计算.
- 冲动弹性带 (NEB) 方法用于迁移障碍计算.
- 对Ni迁移路径和能量学的分析.
主要成果:
- 中性和+2充电的氧气空缺在热力学和动力学上有利于Ni迁移到Li地点.
- +1充电的氧气空缺在热力学上有利于Ni迁移,但由于高壁垒,在动力学上禁止它.
- 氧气空缺的不同电子状态对Ni迁移有不同的影响.
结论:
- 控制氧空位的形成对于稳定丰富的NMC阴极至关重要.
- 了解氧气空置电荷状态对于预测和防止相位转换至关重要.
- 这项研究提供了关于提高离子电池性能和寿命的见解.


