04 6月 2018

【論文紹介】Interplay of cation and anion redox in Li4Mn2O5 cathode material and prediction of improved Li4(Mn,M)2O5 electrodes for Li-ion batteries

出典:http://advances.sciencemag.org/

Science Advances 18 May 2018:Vol. 4, no. 5, eaao6754;DOI: 10.1126/sciadv.aao6754
・近年報告された、350mAh/gの高い放電容量を示すLi4Mn2O5について、第1原理密度汎関数理論(DFT)計算を用いて放電メカニズムの解明を行った。
・その結果、Li4Mn2O5は脱リチオ化プロセス中に、カチオンとアニオンのレドックス反応の複雑な相互作用を含む三段階反応経路を介して起こることを見出した。
(i)初期金属酸化物、Mn3+→Mn4+(LixMn2O5、 4> x> 2)。
(ii)続いてアニオン酸化、O2-→O1-(2> x> 1)。
(iii)最後に、さらなる金属酸化、Mn4+→Mn5+(1> x> 0)。
この最後のステップは、元の八面体サイトから隣接する四面体サイトへのMnの移動を生じ、可逆的な充放電サイクルに対する運動障壁となる。
<元記事>http://advances.sciencemag.org/content/4/5/eaao6754

09 1月 2018

【論文紹介】Enabling the high capacity of lithium-rich anti-fluorite lithium iron oxide by simultaneous anionic and cationic redox

出典:https://www.nature.com/

Nature Energy 2, 963–971 (2017) doi:10.1038/s41560-017-0043-6
・LiB正極中の酸素のレドックス反応を利用することで正極容量を増加させる試み。
・これまでも同様の試みはあったが、酸素をレドックスさせることで酸素ガスを発生し、結晶構造が不安定になることを回避できなかった。
・今回、低コスト化のため、コバルトを用いず、鉄原子を用い、さらに、酸素をレドックスに酸化させても酸素放出等の不安定化を抑制するための組成を計算によって求めた結果、LiリッチLi5FeO4が良好であることを発見した。
<元記事>https://www.nature.com/articles/s41560-017-0043-6