Insights into Mg<sup>2+</sup> Intercalation in a Zero-Strain Material: Thiospinel Mg<sub><i>x</i></sub>Zr<sub>2</sub>S<sub>4</sub>
Notice bibliographique
Résumé
The Mg battery cathode material, thiospinel Mg x Zr 2 S 4 (0 ≤ x ≤ 1), exhibits negligible volume change (ca. 0.05%) during electrochemical cycling, providing valuable insight into the limiting factors in divalent cation intercalation. Rietveld refinement of XRD data for Mg x Zr 2 S 4 electrodes at various states of charge,, coupled with EDX analysis, demonstrates that Mg 2+ can be inserted into Zr 2 S 4 at 60 °C up to x = 0.7 at a C/10 rate (up to x = 0.9 at very slow rates) and cycled with a high Coulombic efficiency of 99.75%. HAADF-STEM studies provide clear visual evidence of Mg-ion occupation in the lattice, whereas XAS studies show that Zr 4+ was reduced upon Mg 2+ intercalation. Operando and synchrotron XRD studies reveal the creation of two phases during the latter stages of discharge ( x > 0.5) as the lattice fills and Mg 2+ ions begin occupying tetrahedral (8a) sites in addition to octahedral (16c) interstitial sites. Compared to the isostructural Ti 2 S 4 thiospinel, Zr 2 S 4 presents a slightly larger cell volume and hence an almost ideal zero-strain lattice on Mg 2+ insertion. Nonetheless, its 4-fold lower electronic conductivity results in a diffusion coefficient for Mg 2+ ions ( D Mg; 1 × 10 –10 to 1 × 10 –9 cm 2 /s) that is more than a factor of 10 lower than in Ti 2 S 4 . This shows that delocalization of the electron charge carriers in the framework is a very important factor in governing multivalent ion diffusivity in the thiospinel framework and, by extension, in other materials.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».