Probing Electrochemically Induced Structural Evolution and Oxygen Redox Reactions in Layered Lithium Iridate
Notice bibliographique
Résumé
In order to exploit electrochemical capacity beyond the traditionally utilized transition-metal redox reactions in lithium-metal-oxide cathode materials, it is necessary to understand the role that oxygen ions play in the charge compensation mechanisms, that is, to know the conditions triggering electron transfer on the oxygen ions and whether this transfer is correlated with battery capacity. Theoretical and experimental investigations of a model cathode material, Li-rich layered Li 2 IrO 3, have been performed to study the structural and electronic changes induced by electrochemical delithiation in a lithium-ion cell. First-principles density functional theory (DFT) calculations were used to compute the voltage profile of a Li/Li 2– x IrO 3 cell at various states of charge, and the results were in good agreement with electrochemical data. Electron energy loss spectroscopy (EELS), X-ray absorption near-edge spectroscopy (XANES), resonant/nonresonant X-ray emission spectroscopy (XES), and first-principles core-level spectra simulations using the Bethe–Salpeter Equation (BSE) approach were used to probe the change in oxygen electronic states over the x = 0–1.5 range. The correlated Ir M 3 -edge XANES and O K-edge XANES data provided evidence that oxygen hole states form during the early stage of delithiation at ∼3.5 V because of the interaction between O p and Ir d states, with Ir-oxidation being the dominant source of electrochemical capacity. At higher potentials, the charge capacity was predominantly attributed to oxidation of the O 2– ions. It is argued that the emergence of oxygen holes alone is not necessarily indicative of electrochemical capacity beyond transition-metal oxidation because oxygen hole states can appear as a result of enhanced mixing of O p and Ir d states. Prevailing mechanisms accounting for the oxygen redox mechanism in Li-rich materials were examined by theoretical and experimental X-ray spectroscopy; however, no unambiguous spectroscopic signatures of oxygen dimer interactions or nonbonding oxygen states were identified.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».