二次离子电池中WO3的原子级转换反应机制
材料科学
2015-11-10 v1
摘要
转换反应是储能（如锂离子电池）中最重要的化学过程之一。尽管通常假设转换反应由离子嵌入电极材料引发，但嵌入的坚实证据及其随后向转换的过渡机制仍不清楚。本文以生长在Nb掺杂SrTiO3(001)上的明确WO3单晶薄膜作为模型电极，通过原位透射电子显微镜研究阐明了Li+、Na+和Ca2+插入WO3期间的转换反应机制。对于所有离子插入，嵌入反应均被明确揭示。借助第一性原理分子模拟的佐证，发现除嵌入外，离子-氧键合使W框架失稳，并逐渐坍塌为伪非晶结构。此外，我们表明SrTiO3衬底施加的界面拉伸应变可保留超薄WO3层的结构，为改善电极材料的循环性能提供了一种可能的工程解决方案。本研究为二次离子电池中转换型电极提供了详细的原子尺度图像。
引用
@article{arxiv.1511.02439,
title = {Atomic Conversion Reaction Mechanism of WO3 in Secondary Ion Batteries},
author = {Yang He and Meng Gu and Haiyan Xiao and Langli Luo and Fei Gao and Yingge Du and Scott X. Mao and Chongmin Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.02439},
year = {2015}
}