拓展多价正极材料的搜索空间
材料科学
2022-04-13 v1
摘要
多价电池是一种有望超越锂离子电池的储能技术，然而其性能一直受限于现有正极的低电压与较差的固态离子迁移率。我们开发了一种计算筛选方法，用于在不含目标工作离子的材料中识别高性能多价嵌入型正极，这极大拓展了可用于材料发现的搜索空间。该方法已作为概念验证应用于镁正极，并进一步详细讨论了四种所得候选材料（NASICON V(PO)、水钠锰矿 NaMnO、三斜磷锰矿 MnPOF 以及尖晶石 MnO）。在考察这些材料中的离子迁移环境及相关的 Mg 迁移能时，发现局域能量极大值对应于 Mg 穿过阴离子原子平面时的路径位置。尽管先前工作已确立局域配位对多价离子迁移率的影响，这些结果表明：同时考虑局域成键环境的类型以及迁移路径上可供移动离子使用的自由体积，对于改善固态迁移率可能具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2204.05383,
title = {Expanding the Materials Search Space for Multivalent Cathodes},
author = {Ann Rutt and Jimmy-Xuan Shen and Matthew Horton and Jiyoon Kim and Jerry Lin and Kristin A. Persson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.05383},
year = {2022}
}