使用原子模拟来分析层状氧化物阴极上的原子层沉积的Al2O3膜的Li-Al-O间相
Julie A Nguyen1, Abigayle Becker1, Krishan Kanhaiya1
1Department of Chemical and Biological Engineering, University of Colorado Boulder, Boulder, Colorado 80309, United States.
ACS applied materials & interfaces
|December 21, 2023
概括
在离子电池阴极上的超薄化涂层形成了Li-Al-O介相. 分子动力学模拟揭示了这些无形膜的纳米结构,这对于提高电池性能至关重要.
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
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 表面涂层提高了离子电池中分层氧化物阴极的性能.
- 原子层沉积 (ALD) 产生了对LiNiMnCoO2材料有益的超薄膜 (<2 nm).
- 原子结构和-Al-O产物在接口的形成还不清楚.
研究的目的:
- 在LiCoO2上使用分子动力学模拟量化无形膜的纳米结构.
- 为了研究Li-Al-O相间形成和在界面上的原子安排.
- 为 ALD 化涂层的结构性质关系提供见解.
主要方法:
- 在 (0001) LiCoO2表面上模拟无形膜的分子动力学模拟.
- 计算元素质量密度概况以确定相间厚度.
- 分析 Al 协调号码以了解短距离顺序.
主要成果:
- -Al-O介相从LiCoO2表面延伸约2纳米.
- 在界面上观察到的Al和O原子的分层高达1.5nm.
- 在接口上发现大量的八面体 [6]Al,与四面体 [4]Al.Al.一起.
结论:
- 在ALD中,它形成了一个伪形Li-Al-O覆盖层,接近LiCoO2网格.
- 较厚的薄膜过渡到大量的无形结构.
- 这些发现适用于其他分层LiNiMnCoO2材料,为ALD化涂层的使用提供了信息.
