Surface structure evolution of LiMn2O4 cathode material upon charge/discharge

Chemistry of Materials

Volumn 26, Issue 11, 2014, Pages 3535-3543

  Tang, Daichun ^a   Sun, Yang ^a   Yang, Zhenzhong ^a   Ben, Liubin ^a   Gu, Lin ^a   Huang, Xuejie ^a  

^a INSTITUTE OF PHYSICS   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DISSOLUTION; ELECTRIC DISCHARGES; ELECTRON ENERGY LOSS SPECTROSCOPY; LITHIUM ALLOYS; MANGANESE; SURFACE STRUCTURE; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

CATH-ODE MATERIALS; CHARGE/DISCHARGE; CRYSTAL STRUCTURE EVOLUTIONS; MANGANESE DISSOLUTION; SCANNING TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; STRUCTURAL EVOLUTION; STRUCTURE EVOLUTION; SURFACE DISSOLUTION;

CATHODES;

EID: 84902206471     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm501125e     Document Type: Article

References (81)

1. Armand, M.; Tarascon, J. M. Nature 2008, 451, 652-657
2. Yang, Z. G.; Zhang, J. L.; Kintner-Meyer, M. C. W.; Lu, X. C.; Choi, D. W.; Lemmon, J. P.; Liu, J. Chem. Rev. 2011, 111, 3577-3613
3. Ellis, B. L.; Lee, K. T.; Nazar, L. F. Chem. Mater. 2010, 22, 691-714
4. Park, O. K.; Cho, Y.; Lee, S.; Yoo, H. C.; Song, H. K.; Cho, J. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 1621-1633
5. Pistoia, G.; Antonini, A.; Rosati, R.; Zane, D. Electrochim. Acta 1996, 41, 2683-2689
6. Jang, D. H.; Shin, Y. J.; Oh, S. M. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 2204-2211
7. Xia, Y. Y.; Zhou, Y. H.; Yoshio, M. J. Electrochem. Soc. 1997, 144, 2593-2600
8. Thackeray, M. M.; Shao-Horn, Y.; Kahaian, A. J.; Kepler, K. D.; Vaughey, J. T.; Hackney, S. A. Electrochem. Solid-State Lett. 1998, 1, 7-9
9. Shin, Y. J.; Manthiram, A. Electrochem. Solid-State Lett. 2002, 5, A55-A58
10. Huang, H. T.; Vincent, C. A.; Bruce, P. G. J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 481-485
11. Zhan, C.; Lu, J.; Kropf, A. J.; Wu, T. P.; Jansen, A. N.; Sun, Y. K.; Qiu, X. P.; Amine, K. Nat. Commun. 2013, 4, 2437.
12. Aurbach, D.; Levi, M. D.; Gamulski, K.; Markovsky, B.; Salitra, G.; Levi, E.; Heider, U.; Heider, L.; Oesten, R. J. Power Sources 1999, 81-82, 472-479
13. Yamane, H.; Inoue, T.; Fujita, M.; Sano, M. J. Power Sources 2001, 99, 60-65
14. Wang, X. Q.; Nakamura, H.; Yoshio, M. J. Power Sources 2002, 110, 19-26
15. Choi, W.; Manthiram, A. J. Electrochem. Soc. 2006, 153, A1760-A1764
16. Hunter, J. C. J. Solid State Chem. 1981, 39, 142-147
17. Dai, Y. L.; Cai, L.; White, R. E. J. Electrochem. Soc. 2013, 160, A182-A190
18. Ammundsen, B.; Jones, D. J.; Roziere, J.; Burns, G. R. Chem. Mater. 1996, 8, 2799-2808
19. Kim, J. H.; Pieczonka, N. P. W.; Li, Z. C.; Wu, Y.; Harris, S.; Powell, B. R. Electrochim. Acta 2013, 90, 556-562
20. Martinez, S.; Sobrados, I.; Tonti, D.; Amarilla, J. M.; Sanz, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 3282-3291
21. Wohlfahrt-Mehrens, M.; Vogler, C.; Garche, J. J. Power Sources 2004, 127, 58-64
22. Wang, L. F.; Ou, C. C.; Striebel, K. A.; Chen, J. J. S. J. Electrochem. Soc. 2003, 150, A905-A911
23. Aoshima, T.; Okahara, K.; Kiyohara, C.; Shizuka, K. J. Power Sources 2001, 97-98, 377-380
24. Wang, L. F.; Fang, B. J.; Chen, J. S. J. Power Sources 2005, 150, 1-10
25. Chen, J. S.; Wang, L. F.; Fang, B. J.; Lee, S. Y.; Guo, R. Z. J. Power Sources 2006, 157, 515-521
26. Benedek, R.; Thackeray, M. M. Electrochem. Solid-State Lett. 2006, 9, A265-A267
27. Tarascon, J. M.; Guyomard, D. Electrochim. Acta 1993, 38, 1221-1231
28. Dahn, J. R.; Fuller, E. W.; Obrovac, M.; Vonsacken, U. Solid State Ionics 1994, 69, 265-270
29. Wang, Z. L.; Yin, J. S.; Jiang, Y. D. Micron 2000, 31, 571-580
30. Kresse, G.; Furthmuller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169-11186
31. Kresse, G.; Furthmuller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15-50
32. Blochl, P. E. Phys. Rev. B 1994, 50, 17953-17979
33. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
34. Bengone, O.; Alouani, M.; Blochl, P.; Hugel, J. Phys. Rev. B 2000, 62, 16392-16401
35. Liechtenstein, A. I.; Anisimov, V. I.; Zaanen, J. Phys. Rev. B 1995, 52, R5467-R5470
36. Zhou, F.; Cococcioni, M.; Marianetti, C. A.; Morgan, D.; Ceder, G. Phys. Rev. B 2004, 70, 235121
37. Kim, J. S.; Kim, K.; Cho, W.; Shin, W. H.; Kanno, R.; Choi, J. W. Nano Lett. 2012, 12, 6358-6365
38. Biesinger, M. C.; Payne, B. P.; Grosvenor, A. P.; Lau, L. W. M.; Gerson, A. R.; Smart, R. S. Appl. Surf. Sci. 2011, 257, 2717-2730
39. Tan, H. Y.; Verbeeck, J.; Abakumov, A.; Van Tendeloo, G. Ultramicroscopy 2012, 116, 24-33
40. Kurata, H.; Colliex, C. Phys. Rev. B 1993, 48, 2102-2108
41. Zhang, Z. L.; Sigle, W.; Phillipp, F.; Ruhle, M. Science 2003, 302, 846-849
42. Muller, D. A.; Nakagawa, N.; Ohtomo, A.; Grazul, J. L.; Hwang, H. Y. Nature 2004, 430, 657-661
43. Huang, R.; Ikuhara, Y. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2012, 16, 31-38
44. Huang, R.; Ikuhara, Y. H.; Mizoguchi, T.; Findlay, S. D.; Kuwabara, A.; Fisher, C. A. J.; Moriwake, H.; Oki, H.; Hirayama, T.; Ikuhara, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 3053-3057
45. Nellist, P. D.; Pennycook, S. J. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 4156-4159
46. Wang, L.; Maxisch, T.; Ceder, G. Phys. Rev. B 2006, 73, 19
47. Wang, R.; Yu, X. Q.; Bai, J. M.; Li, H.; Huang, X. J.; Chen, L. Q.; Yang, X. Q. J. Power Sources 2012, 218, 113-118
48. Goodenough, J. B.; Kim, Y. Chem. Mater. 2010, 22, 587-603
49. Ito, A.; Shoda, K.; Sato, Y.; Hatano, M.; Horie, H.; Ohsawa, Y. J. Power Sources 2011, 196, 4785-4790
50. Xu, B.; Fell, C. R.; Chi, M. F.; Meng, Y. S. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2223-2233
51. Boulineau, A.; Simonin, L.; Colin, J. F.; Canevet, E.; Daniel, L.; Patoux, S. Chem. Mater. 2012, 24, 3558-3566
52. Song, B. H.; Liu, Z. W.; Lai, M. O.; Lu, L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 12875-12883
53. Zheng, J. M.; Gu, M.; Xiao, J.; Zuo, P. J.; Wang, C. M.; Zhang, J. G. Nano Lett. 2013, 13, 3824-3830
54. Wang, R.; He, X. Q.; He, L. H.; Wang, F. W.; Xiao, R. J.; Gu, L.; Li, H.; Chen, L. Q. Adv. Energy Mater. 2013, 3, 1358-1367
55. Gu, M.; Belharouak, I.; Zheng, J. M.; Wu, H. M.; Xiao, J.; Genc, A.; Amine, K.; Thevuthasan, S.; Baer, D. R.; Zhang, J. G.; Browning, N. D.; Liu, J.; Wang, C. M. ACS Nano 2013, 7, 760-767
56. Hy, S.; Su, W. N.; Chen, J. M.; Hwang, B. J. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 25242-25247
57. Armstrong, A. R.; Holzapfel, M.; Novak, P.; Johnson, C. S.; Kang, S. H.; Thackeray, M. M.; Bruce, P. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8694-8698
58. Robertson, A. D.; Bruce, P. G. Chem. Mater. 2003, 15, 1984-1992
59. Yabuuchi, N.; Yoshii, K.; Myung, S. T.; Nakai, I.; Komaba, S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4404-4419
60. Sathiya, M.; Rousse, G.; Ramesha, K.; Laisa, C. P.; Vezin, H.; Sougrati, M. T.; Doublet, M. L.; Foix, D.; Gonbeau, D.; Walker, W.; Prakash, A. S.; Ben Hassine, M.; Dupont, L.; Tarascon, J. M. Nat. Mater. 2013, 12, 827-835
61. Jung, S.-K.; Gwon, H.; Hong, J.; Park, K.-Y.; Seo, D.-H.; Kim, H.; Hyun, J.; Yang, W.; Kang, K. Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1300787
62. Hwang, S.; Chang, W.; Kim, S. M.; Su, D.; Kim, D. H.; Lee, J. Y.; Chung, K. Y.; Stach, E. A. Chem. Mater. 2014, 26, 1084-1092
63. Wang, L.; Maxisch, T.; Ceder, G. Chem. Mater. 2007, 19, 543-552
64. Thomas, M.; David, W. I. F.; Goodenough, J. B.; Groves, P. Mater. Res. Bull. 1985, 20, 1137-1146
65. Arai, H.; Okada, S.; Sakurai, Y.; Yamaki, J. Solid State Ionics 1998, 109, 295-302
66. Lee, K. K.; Yoon, W. S.; Kim, K. B.; Lee, K. Y.; Hong, S. T. J. Power Sources 2001, 97-8, 321-325
67. Guilmard, M.; Croguennec, L.; Denux, D.; Delmas, C. Chem. Mater. 2003, 15, 4476-4483
68. Guilmard, M.; Croguennec, L.; Delmas, C. Chem. Mater. 2003, 15, 4484-4493
69. Yabuuchi, N.; Kim, Y. T.; Li, H. H.; Shao-Horn, Y. Chem. Mater. 2008, 20, 4936-4951
70. Nam, K. W.; Yoon, W. S.; Yang, X. Q. J. Power Sources 2009, 189, 515-518
71. Wu, L. J.; Nam, K. W.; Wang, X. J.; Zhou, Y. N.; Zheng, J. C.; Yang, X. Q.; Zhu, Y. M. Chem. Mater. 2011, 23, 3953-3960
72. Bak, S.-M.; Nam, K.-W.; Chang, W.; Yu, X.; Hu, E.; Hwang, S.; Stach, E. A.; Kim, K.-B.; Chung, K. Y.; Yang, X.-Q. Chem. Mater. 2013, 25, 337-351
73. Nam, K.-W.; Bak, S.-M.; Hu, E.; Yu, X.; Zhou, Y.; Wang, X.; Wu, L.; Zhu, Y.; Chung, K.-Y.; Yang, X.-Q. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 1047-1063
74. Hu, E.; Bak, S.-M.; Liu, J.; Yu, X.; Zhou, Y.; Ehrlich, S. N.; Yang, X.-Q.; Nam, K.-W. Chem. Mater. 2014, 26, 1108-1118
75. Pasero, D.; Reeves, N.; West, A. R. J. Power Sources 2005, 141, 156-158
76. Wang, H. L.; Cui, L. F.; Yang, Y. A.; Casalongue, H. S.; Robinson, J. T.; Liang, Y. Y.; Cui, Y.; Dai, H. J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13978-13980
77. Reddy, M. V.; Rao, G. V. S.; Chowdari, B. V. R. Chem. Rev. 2013, 113, 5364-5457
78. Terada, Y.; Nishiwaki, Y.; Nakai, I.; Nishikawa, F. J. Power Sources 2001, 97-98, 420-422
79. Shaju, K. M.; Rao, G. V. S.; Chowdari, B. V. R. J. Mater. Chem. 2003, 13, 106-113
80. Cho, J.; Kim, G. B.; Lim, H. S.; Kim, C. S.; Yoo, S. I. Electrochem. Solid-State Lett. 1999, 2, 607-609
81. Lee, M. J.; Lee, S.; Oh, P.; Kim, Y.; Cho, J. Nano Lett. 2014, 14, 993-9