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与常见的三元正极材料相比,知识富锂锰基材料的高能量密度主要来自Li2MnO3结构单元的高理论容量。2揭示了瞬态高价态Mn与周边O的局域电子交换机制,牛奶致使高价态的Mn元素被还原,周边O失去电子价态升高,材料整体表现出O参与反应的现象。
【参考文献】ZiheZhang,欢迎ShuZhao,BoyaWang,HaijunYu.LocalRedoxReactionofHighValenceManganeseinLi2MnO3-BasedLithiumBatteryCathodes.CellReportsPhysicalScience1,100061,May20,2020Doi:10.1016/j.xcrp.2020.100061https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2020.100061。同时,学点对于O2形成过程的分析发现,部分O2是高价态的MnO4四面体氧化周围O原子的产物。目前,知识O参与反应的机理已经得到了电子顺磁共振(EPR)、共振非弹性X射线散射光谱(RIXS)等多种实验手段的验证,也被研究者们广泛地接受。
(c)LixMnO3脱Li+的差分电荷密度,牛奶黄色和蓝色分别代表电子增加和减少的区域。针对这个问题,欢迎北京工业大学尉海军教授课题组基于过去10年在LLOs方面的实验和理论研究基础,欢迎通过密度泛函理论计算,系统地研究了不同Li+浓度下Li2MnO3中Mn和O元素得失电子的趋势以及高价态Mn形成的可能性。
学点(c)高价态Mn与周边O局域电子交换的示意图。
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