高压尖晶石表面膜层的阳极分解——密度泛函理论与实验研究
材料科学
2020-03-10 v1 化学物理
摘要
基于有机溶剂的液态电解质在正极材料界面的氧化分解已被确认为高压锂离子电池快速容量衰减的主因。由电解质分解产物部分或完全构成的“正极电解质界面”（CEI）膜层的演化，近来也被证明与高电位下电池循环行为相关。利用密度泛函理论（DFT）计算、杂化PBE0泛函以及尖晶石氧化物（001）表面作为模型，我们考察了这两个相互关联的过程。与先前计算一致，碳酸乙烯酯（EC）溶剂分子被预测在适中工作电压下于Li(x)Mn(2)O(4)（001）表面易于氧化，形成吸附的有机碎片。然而此类CEI碎片的进一步氧化分解以释放CO2气体被预测需要更高电压，这与较小x值下的Li(x)Ni(0.5)Mn(1.5)O(4)（LNMO）相符。我们认为，涉及先形成CEI膜层、随后在更高电位下进一步氧化CEI的多步反应，与容量衰减最为相关。本文也探讨了与本征Li2CO3膜层溶解或氧化（其在电解质接触氧化物表面前已被去除）相关的机制。
引用
@article{arxiv.2003.03443,
title = {Anodic Decomposition of Surface Films on High Voltage Spinel Surfaces -- Density Function Theory and Experimental Study},
author = {Kevin Leung and Rosy and Malachi Noked},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.03443},
year = {2020}
}
备注
8 figures