Capture lithium in αmnO 2: Insights from first principles

Chemistry of Materials

Volumn 24, Issue 20, 2012, Pages 3943-3951

  Ling, Chen ^a   Mizuno, Fuminori ^a  

^a America   (United States)

Author keywords

MnO 2; capacity fading; intercalation; Jahn Teller effect; Li air battery; Li ion battery; Li 2O 2 decomposition

Indexed keywords

ASYMMETRIC CHANGE; CAPACITY FADING; FIRST-PRINCIPLES DENSITY FUNCTIONAL THEORY; HALF-METALLIC; IRREVERSIBLE CAPACITY; LI INSERTION; LI-AIR BATTERY; LI-ION BATTERIES; MN IONS; STRUCTURAL DEFORMATION;

JAHN-TELLER EFFECT;

INTERCALATION;

EID: 84867761411     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm302347j     Document Type: Article

References (57)

1. Brock, S. L.; Duan, N.; Tian, Z. R.; Giraldo, O.; Zhou, H.; Suib, S. L. Chem. Mater. 1998, 10, 2619-2628
2. Tanaka, Y.; Tsuji, M.; Tamaura, Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 1473-1479
3. Thanh, D. N.; Singh, M.; Ulbrich, P.; Stepanek, F.; Strnadova, N. Mater. Res. Bull. 2012, 47, 42-50
4. Cheng, F. Y.; Su, Y.; Liang, J.; Tao, Z. L.; Chen, J. Chem. Mater. 2010, 22, 898-905
5. Wu, Q.; Tao, H.; Xie, K.; Liu, N.; Yu, L.; Hu, Z. J. Mater. Chem. 2011, 21, 17904-17908
6. Wang, H.; Lu, Z.; Qian, D.; Li, Y.; Zhang, W. Nanotechnology 2007, 18, 115616
7. Zhang, H.; Cao, G.; Wang, Z.; Yang, Y.; Shi, Z.; Gu, Z. Nano Lett. 2008, 8, 2664-2668
8. Johnson, C. J.; Dees, D. W.; Mansuetto, M. F.; Thackeray, M. M.; Vissers, D. R.; Argyriou, D.; Loong, C.-K.; Christensen, L. J. Power Sources 1997, 68, 570-577
9. Johnson, C. S.; Thackeray, M. M. J. Power Sources 2001, 97-98, 437-442
10. Kijima, N.; Ikeda, T.; Oikawa, K.; Izumi, F.; Yoshimura, Y. J. Solid State Chem. 2004, 177, 1258-1267
11. Kijima, N.; Sakata, Y.; Takahashi, Y.; Akimoto, J.; Kumagai, T.; Igarashi, K.; Shimizu, T. Solid State Ionics 2009, 180, 616-620
12. Kijima, N.; Takahashi, Y.; Akimoto, J.; Awaka, J. J. Solid State Chem. 2005, 178, 2741-2750
13. Rossouw, M. H.; Liles, D. C.; Thackeray, M. M.; David, W. I. F.; Hull, S. Mater. Res. Bull. 1992, 27, 221-230
14. Thackeray, M. M. Prog. Solid State Chem. 1997, 25, 1-71
15. Thackeray, M. M.; David, W. I. F.; Bruce, P. G.; Goodenough, J. B. Mater. Res. Bull. 1983, 18, 461-472
16. Johnson, C. S. J. Power Sources 2007, 165, 559-565
17. Komaba, S.; Sasaki, T.; Kumagai, N. Electrochim. Acta 2005, 50, 2297-2305
18. Zhang, C.; Feng, C.; Zhang, P.; Guo, Z.; Chen, Z.; Li, S.; Liu, H. RSC Adv. 2012, 2, 1643-1649
19. Débart, A.; Paterson, A. J.; Bao, J.; Bruce, P. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 4521-4524
20. Giordani, V.; Freunberger, S. A.; Bruce, P. G.; Tarascon, J. M.; Larcher, D. Electrochem. Solid-State Lett. 2010, 13, A180-A183
21. Shao, Y.; Park, S.; Xiao, J.; Zhang, J.; Wang, Y.; Liu, J. ACS Catal. 2012, 2, 844-857
22. Zhang, R.; Yu, X.; Nam, K.; Ling, C.; Arthur, T. S.; Song, W.; Knapp, A.; Ehrlich, S. N.; Yang, X.; Matsui, M. Electrochem. Commun. 2012, 22, 110-113
23. Girishkumar, G.; McCloskey, B.; Luntz, A. C.; Swanson, S.; Wilcke, W. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2193-2203
24. McCloskey, B. D.; Scheffler, R.; Speidel, A.; Bethune, D. S.; Shelby, R. M.; Luntz, A. C. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18038-18041
25. McCloskey, B. D.; Scheffler, R.; Speidel, A.; Bethune, D. S.; Shelby, R. M.; Luntz, A. C. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18038-18041
26. Kresse, G.; Furthmuller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169-11186
27. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251-14269
28. Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B 1999, 59, 1758-1775
29. Zhou, F.; Cococcioni, M.; Marianetti, C. A.; Morgan, D.; Ceder, G. Phys. Rev. B 2004, 70, 235121
30. Zhou, F.; Kang, K.; Maxisch, T.; Ceder, G.; Morgan, D. Solid State Commun. 2004, 132, 181-186
31. Wang, L.; Maxisch, T.; Ceder, G. Phys. Rev. B 2006, 73, 195107
32. Jain, A.; Hautier, G.; Moore, C. J.; Ong, S. P.; Fischer, C. C.; Mueller, T.; Persson, K. A.; Ceder, G. Comput. Mater. Sci. 2011, 50, 2295-2310
33. Franchini, C.; Podloucky, R.; Paier, J.; Marsman, M.; Kresse, G. Phys. Rev. B 2007, 75, 195128
34. Ong, S. P.; Chevrier, V. L.; Hautier, G.; Jain, A.; Moore, C.; Kim, S.; Ma, X.; Ceder, G. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3680-3688
35. Mueller, T.; Hautier, G.; Jain, A.; Ceder, G. Chem. Mater. 2011, 23, 3854-3862
36. Michiue, Y.; Watanabe, M. J. Mater. Chem. 2001, 11, 3103-3109
37. Dalton, A. S.; Belak, A. A.; Van der Ven, A. Chem. Mater. 2012, 24, 1568-1574
38. Kim, H.; Kim, D. J.; Seo, D.; Yeom, M. S.; Kang, K.; Kim, D. K.; Jung, Y. Chem. Mater. 2012, 24, 1205-1211
39. Zhai, D.; Li, B.; Xu, C.; Du, H.; He, Y.; Wei, C.; Kang, F. J. Power Sources 2011, 196, 7860-7867
40. Zhou, H.; Upreti, S.; Chernova, N. A.; Hautier, G.; Ceder, G.; Whittingham, M. S. Chem. Mater. 2011, 23, 293-300
41. Eames, C.; Armstrong, A. R.; Bruce, P. G.; Islam, M. S. Chem. Mater. 2012, 24, 2155-2161
42. Eames, C.; Armstrong, A. R.; Bruce, P. G.; Islam, M. S. Chem. Mater. 2012, 24, 2155-2161
43. Ven, A. V. d.; Garikipati, K.; Kim, S.; Wagemaker, M. J. Electrochem. Soc. 2009, 156, A949-A957
44. Komarek, A. C.; Isobe, M.; Hemberger, J.; Meier, D.; Lorenz, T.; Trots, D.; Cervellino, A.; Fernández-Díaz, M. T.; Ueda, Y.; Braden, M. Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 027201
45. Shimizu, Y.; Okai, K.; Itoh, M.; Isobe, M.; Yamaura, J.; Yamauchi, T.; Ueda, Y. Phys. Rev. B 2011, 83, 155111
46. Bader, R. F. W. Chem. Rev. 1991, 91, 893-928
47. Ling, C.; Banerjee, D.; Song, W.; Zhang, M.; Matsui, M. J. Mater. Chem. 2012, 22, 13517-13523
48. Chevrier, V. L.; Ong, S. P.; Armiento, R.; Chan, M. K. Y.; Ceder, G. Phys. Rev. B 2010, 82, 075122
49. Ishii, Y.; Murakami, J.; Itoh, M. J. Phys. Soc. Jpn. 1999, 68, 696-697
50. Radin, M. D.; Rodriguez, J. F.; Tian, F.; Siegel, D. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1093-1103
51. Malik, R.; Burch, D.; Bazant, M.; Ceder, G. Nano Lett. 2010, 10, 4123-4127
52. Dathar, G. K. P.; Sheppard, D.; Stevenson, K. J.; Henkelman, G. Chem. Mater. 2011, 23, 4032-4037
53. Thackeray, M. M.; Shao-Horn, Y.; Kahaian, A. J.; Kepler, K. D.; Skinner, E.; Vaughney, J. T.; Hackney, S. A. Electrochem. Solid-State Lett. 1998, 1, 7-9
54. Wang, L. F.; Qu, C. C.; Striebel, K. A.; Chen, J. S. J. Electrochem. Soc. 2003, 150, A905-A911
55. Trahey, L.; Karan, N. K.; Chan, M. K. Y.; Lu, J.; Ren, Y.; Greeley, J.; Balasubramanian, M.; Burrell, A. K.; Curtiss, L. A.; Thackeray, M. M. Adv. Energy Mater. 2012, 10.1002/aenm.201200037
56. Trahey, L.; Johnson, C. S.; Vaughey, J. T.; Kang, S. H.; Hardwick, L. J.; Freunberger, S. A.; Bruce, P. G.; Thackeray, M. M. Electrochem. Solid-State Lett 2011, 14, A64-A66
57. Momma, K.; Izumi, F. J. Appl. Crystallogr. 2008, 41, 653-658