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Enregistrement W2736695873 · doi:10.1149/ma2017-02/5/435

Investigation of Oxide Cathode Materials for Rechargeable Mg Batteries

2017· article· en· W2736695873 sur OpenAlexaff
Xiaoqi Sun, Lauren Blanc, Patrick Bonnick, Gene M. Nolis, Jordi Cabana, Linda F. Nazar

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2017
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueLayered Double Hydroxides Synthesis and Applications
Établissements canadiensUniversity of Waterloo
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCathodeOxideMaterials scienceIntercalation (chemistry)Inorganic chemistryAnodeChemical engineeringChemistryPhysical chemistryMetallurgyElectrode

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Rechargeable Mg batteries are considered as promising candidates for energy storage. The Mg metal anode with high volumetric capacity (3833 mAh mL -1 ) and low redox potential (-2.37 V vs. S.H.E.) provides high energy density for the system, while a low price, good safety and long term utilization is maintained by the inexpensiveness, air stability and limited-dendritic growth of Mg. However, the sluggish solid diffusion of the divalent Mg ion presents limited candidates for cathode materials. One strategy to facilitate Mg 2+ mobility is to utilize polarizable anions in the lattice so as to weaken the ionic interaction, as noted with the first Mg cathode (the Chevrel phase Mo 6 S 8 ) as well as with more recent spinel and layered phases of titanium sulfide. 1-3 Although the sulfide materials exhibit reasonable Mg 2+ mobility, they limit the voltage and have relatively high mass, thus lowering the energy density of the cathode. Switching to oxides is the solution towards the search for high energy density cathodes; however, a structure that allows facile Mg 2+ de/intercalation is obviously necessary. In this presentation, we will discuss the prospect of oxide materials for Mg 2+ de/intercalation. One such cathode candidate is the “calcium ferrite” (CF) –type structured oxide in which a low Mg 2+ migration barrier has been predicted by first principles calculations. 4 A sodium vanadium-titanium oxide compound with the CF structure was obtained by solid state synthesis. Na + ions reside in the spacious tunnels of the CF structure in this material, and need to be either removed or replaced by Mg 2+ in order to allow Mg 2+ de/intercalation. Desodiation ( Fig. 1a ) was carried out with both electrochemical and chemical methods, resulting in ~ 55% and 85% Na + extraction, respectively. The chemically desodiated material exhibits ~ 85 mAh g -1 discharge capacity in a Mg full cell ( Fig. 1b ), showing a promising Mg 2+ intercalation capability in the structure, although only half of this is reversible in these preliminary studies. XAS studies suggest that vanadium is the redox centre. We also examined Mg 2+ ion exchange for the CF material, finding that ~ half of the Na + ions were replaced with Mg 2+ ( Fig. 1a ). Interestingly, we observe a phase transformation reaction accompanying major desodiation or ion exchange. This demonstrates a trend towards the rearrangement of the polyhedral framework in the structure when the large ion tunnel is emptied or occupied by the smaller Mg 2+ ion, the origins of which will be discussed in this talk. Nevertheless, the promising electrochemistry of the desodiated material upon Mg 2+ de/intercalation, as well as the ability to partially exchange Na + with Mg 2+ , suggests moderately good Mg 2+ diffusion in the CF structure, and sheds light on the possibility of iso-structural compounds as cathode materials for Mg batteries that are stable or metastable upon Mg 2+ de/intercalation. Other promising cathode materials for Mg batteries, not strictly limited to oxides, will also be the topic of the presentation. References: 1. D. Aurbach, Z. Lu, A. Schechter, Y. Gofer, H. Gizbar, R. Turgeman, Y. Cohen, M. Moshkovich and E. Levi, Nature 407 , 724 (2000). 2. X. Sun, P. Bonnick, V. Duffort, M. Liu, Z. Rong, K. A. Persson, G. Ceder and L. F. Nazar, Energy Environ. Sci. 9 , 2273 (2016). 3. X. Sun, P. Bonnick and L. F. Nazar, ACS Energy Lett. 1 , 297 (2016). 4. C. Ling and F. Mizuno, Chem. Mater. 25 , 3062 (2013). Figure 1

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,018
Score d'incertitude au seuil0,484

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,061
Tête enseignante GPT0,287
Écart entre enseignants0,226 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2017
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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