Identifying the structure of the intermediate, Li2/3CoPO4, formed during electrochemical cycling of LiCoPO4

Chemistry of Materials

Volumn 26, Issue 21, 2014, Pages 6193-6205

  Strobridge, Fiona C ^a   Clément, Raphaële J ^a   Leskes, Michal ^a   Middlemiss, Derek S ^a,d   Borkiewicz, Olaf J ^b   Wiaderek, Kamila M ^b   Chapman, Karena W ^b   Chupas, Peter J ^b   Grey, Clare P ^a,c  

^a UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

^b ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c STONY BROOK UNIVERSITY   (United States)

^d UNIVERSITY OF WARWICK   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CALCULATIONS; CATHODES; COMPLEXATION; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; REACTION INTERMEDIATES; RIETVELD REFINEMENT;

CATH-ODE MATERIALS; CHARGE AND DISCHARGE; ELECTROCHEMICAL CYCLING; ENERGY CONFIGURATIONS; HIGH ENERGY DENSITIES; IN-SITU SYNCHROTRONS; SOLID-STATE DFT CALCULATIONS; TWO-PHASE REACTIONS;

LITHIUM;

EID: 84922439579     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm502680w     Document Type: Article

References (79)

1. Padhi, A. K.; Nanjundaswamy, K. S.; Goodenough, J. B. J. Electrochem. Soc. 1997, 144, 1188-1194
2. Gibot, P.; Casas-Cabanas, M.; Laffont, L.; Levasseur, S.; Carlach, P.; Hamelet, S.; Tarascon, J.-M.; Masquelier, C. Nat. Mater. 2008, 7, 741-747
3. Mizushima, K.; Jones, P. C.; Wiseman, P. J.; Goodenough, J. B. Mater. Res. Bull. 1980, 15, 783-789
4. Zhou, F.; Cococcioni, M.; Kang, K.; Ceder, G. Electrochem. Commun. 2004, 6, 1144-1148
5. Okada, S.; Sawa, S.; Egashire, M.; Yamaki, J.-I.; Tabuchi, M.; Kageyama, H.; Konishi, T.; Yoshino, A. J. Power Sources 2001, 97-98, 430-432
6. Yang, J.; Xu, J. J. J. Electrochem. Soc. 2006, 153, A716
7. Wolfenstine, J.; Allen, J. J. Power Sources 2005, 142, 389-390
8. Rommel, S. M.; Schall, N.; Brünig, C.; Weihrich, R. Monatsh. Chem. 2014, 145, 385-404
9. Johannes, M. D.; Hoang, K.; Allen, J. L.; Gaskell, K. Phys. Rev. B 2012, 85, 115106
10. Wolfenstine, J.; Lee, U.; Poese, B.; Allen, J. L. J. Power Sources 2005, 144, 226-230
11. Yonemura, M.; Yamada, A.; Takei, Y.; Sonoyama, N.; Kanno, R. J. Electrochem. Soc. 2004, 151, A1352
12. Prabu, M.; Selvasekarapandian, S.; Kulkarni, A. R.; Karthikeyan, S.; Hirankumar, G.; Sanjeeviraja, C. Ionics 2011, 17, 201-207
13. Tarascon, J. M.; Guyomard, D. Solid State Ionics 1994, 69, 293-305
14. Guyomard, D.; Tarascon, J. M. J. Power Sources 1995, 54, 92-98
15. Bramnik, N. N.; Nikolowski, K.; Baehtz, C.; Bramnik, K. G.; Ehrenberg, H. Chem. Mater. 2007, 19, 908-915
16. Ehrenberg, H.; Bramnik, N. N.; Senyshyn, A.; Fuess, H. Solid State Sci. 2009, 11, 18-23
17. Bramnik, N. N.; Bramnik, K. G.; Buhrmester, T.; Baehtz, C.; Ehrenberg, H.; Fuess, H. J. Solid State Electrochem. 2004, 8, 558-564
18. Wolfenstine, J.; Poese, B.; Allen, J. L. J. Power Sources 2004, 138, 281-282
19. Delacourt, C.; Poizot, P.; Tarascon, J.-M.; Masquelier, C. Nat. Mater. 2005, 4, 254-260
20. Chen, G.; Song, X.; Richardson, T. J. J. Electrochem. Soc. 2007, 154, A627
21. Furutsuki, S.; Chung, S.-C.; Nishimura, S.-I.; Kudo, Y.; Yamashita, K.; Yamada, A. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 15259-15264
22. Orikasa, Y.; Maeda, T.; Koyama, Y.; Murayama, H.; Fukuda, K.; Tanida, H.; Arai, H.; Matsubara, E.; Uchimoto, Y.; Ogumi, Z. J. Am. Chem. Soc. 2013, 130408113515002
23. Galceran, M.; Saurel, D.; Acebedo, B.; Roddatis, V. V.; Martin, E.; Rojo, T.; Casas-Cabanas, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 8837
24. Mba, J. M. A.; Croguennec, L.; Basir, N. I.; Barker, J.; Masquelier, C. J. Electrochem. Soc. 2012, 159, A1171-A1175
25. Casas-Cabanas, M.; Roddatis, V. V.; Saurel, D.; Kubiak, P.; Carretero-González, J.; Palomares, V.; Serras, P.; Rojo, T. J. Mater. Chem. 2012, 22, 17421
26. Galceran, M.; Roddatis, V.; Zúñiga, F. J.; Pérez-Mato, J. M.; Acebedo, B.; Arenal, R.; Peral, I.; Rojo, T.; Casas-Cabanas, M. Chem. Mater. 2014, 140509132811002
27. Lu, J.; Chung, S.-C.; Nishimura, S.-I.; Yamada, A. Chem. Mater. 2013, 25, 4557-4565
28. Boucher, F.; Gaubicher, J.; Cuisinier, M.; Guyomard, D.; Moreau, P. J. Am. Chem. Soc. 2014, 140530160416006
29. Zhou, F.; Cococcioni, M.; Marianetti, C.; Morgan, D.; Ceder, G. Phys. Rev. B 2004, 70, 235121
30. Qian, D.; Hinuma, Y.; Chen, H.; Du, L.-S.; Carroll, K. J.; Ceder, G.; Grey, C. P.; Meng, Y. S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6096-6099
31. Levasseur, S.; Ménétrier, M.; Shao-Horn, Y.; Gautier, L.; Audemer, A.; Demazeau, G.; Largeteau, A.; Delmas, C. Chem. Mater. 2003, 15, 348-354
32. Santoro, R. P.; Segal, D. J.; Newnham, R. E. J. Phys. Chem. Solids 1966, 27, 1192-1193
33. Yang, X. Q.; Sun, X.; Lee, S. J.; McBreen, J.; Mukerjee, S.; Daroux, M. L.; Xing, X. K. Electrochem. Solid-State Lett. 1999, 2, 157-160
34. Morcrette, M.; Chabre, Y.; Vaughan, G.; Amatucci, G. G.; Leriche, J. B.; Patoux, S.; Masquelier, C.; Tarascon, J. M. Electrochim. Acta 2002, 47, 3137-3149
35. Nytén, A.; Kamali, S.; Haggstrom, L.; Gustafsson, T.; Thomas, J. O. J. Mater. Chem. 2006, 16, 2266
36. Yoon, W.-S.; Grey, C. P.; Balasubramanian, M.; Yang, X.-Q.; Fischer, D. A.; McBreen, J. Electrochem. Solid-State Lett. 2004, 7, A53
37. Yamakawa, N.; Jiang, M.; Key, B.; Grey, C. P. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10525-10536
38. Hu, Y.-Y.; Liu, Z.; Nam, K. W.; Borkiewicz, O. J.; Cheng, J.; Hua, X.; Dunstan, M. T.; Yu, X.; Wiaderek, K. M.; Du, L.-S.; Chapman, K. W.; Chupas, P. J.; Yang, X.-Q.; Grey, C. P. Nat. Mater. 2013, 12, 1130-1136
39. Wilcke, S. L.; Lee, Y. J.; Cairns, E. J.; Reimer, J. A. Appl. Magn. Reson. 2007, 32, 547-563
40. Hung, I.; Zhou, L.; Pourpoint, F.; Grey, C. P.; Gan, Z. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1898-1901
41. Clément, R. J.; Pell, A. J.; Middlemiss, D. S.; Strobridge, F. C.; Miller, J. K.; Whittingham, M. S.; Emsley, L.; Grey, C. P.; Pintacuda, G. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 17178-17185
42. Strobridge, F. C.; Leskes, M.; Borkiewicz, O.; Wiaderek, K.; Chapman, K.; Chupas, P.; Grey, C. P. Presented at the 224th ECS Meeting, 2013; Abstract #833.
43. Kaus, M.; Issac, I.; Heinzmann, R.; Doyle, S.; Mangold, S.; Hahn, H.; Chakravadhanula, V. S. K.; Kübel, C.; Ehrenberg, H.; Indris, S. J. Phys. Chem. C 2014, 140709070815007
44. Kobayashi, G.; Nishimura, S.-I.; Park, M.-S.; Kanno, R.; Yashima, M.; Ida, T.; Yamada, A. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 395-403
45. Stinton, G. W.; Evans, J. S. O. J. Appl. Crystallogr. 2007, 40, 87-95
46. Borkiewicz, O. J.; Shyam, B.; Wiaderek, K. M.; Kurtz, C.; Chupas, P. J.; Chapman, K. W. J. Appl. Crystallogr. 2012, 45, 1261-1269
47. Lee, P. L.; Shu, D.; Ramanathan, M.; Preissner, C.; Wang, J.; Beno, M. A.; Von Dreele, R. B.; Ribaud, L.; Kurtz, C.; Antao, S. M.; Jiao, X.; Toby, B. H. J. Synchrotron Radiat. 2008, 15, 427-432
48. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 47, 558-561
49. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251-14269
50. Kresse, G.; Furthmuller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 15-50
51. Kresse, G.; Furthmuller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169-11185
52. Hohenberg, P.; Kohn, W. Phys. Rev. 1964, 136, B864-B871
53. Kohn, W.; Sham, J. Phys. Rev. 1965, 140, A1133-A1138
54. Blochl, P. E. Phys. Rev. B 1994, 50, 17953-17979
55. Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B 1999, 59, 1758-1775
56. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
57. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 3865
58. Anisimov, V. I.; Zaanen, J.; Andersen, O. K. Phys. Rev. B 1991, 44, 943-954
59. Anisimov, V. I.; Solovyev, I. V.; Korotin, M.; Czyzyk, M. T.; Sawatzky, G. A. Phys. Rev. B 1993, 48, 16929-16934
60. Liechtenstein, A. I.; Anisimov, V. I.; Zaanen, J. Phys. Rev. B 1995, 52, R5467-R5470
61. Roberts, M. R.; Madsen, A.; Nicklin, C.; Rawle, J.; Palmer, M. G.; Owen, J. R.; Hector, A. L. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 6548-6557
62. Snook, G. A.; Huynh, T. D.; Hollenkamp, A. F.; Best, A. S. J. Electroanal. Chem. 2012, 687, 30-34
63. von Cresce, A.; Xu, K. J. Electrochem. Soc. 2011, 158, A337
64. Ravnsbæk, D. B.; Xiang, K.; Xing, W.; Borkiewicz, O. J.; Wiaderek, K. M.; Gionet, P.; Chapman, K. W.; Chupas, P. J.; Chiang, Y. M. Nano Lett. 2014, 14, 1484-1491
65. Middlemiss, D. S.; Ilott, A. J.; Clément, R. J.; Strobridge, F. C.; Grey, C. P. Chem. Mater. 2013, 25, 1723-1734
66. Strobridge, F. C.; Middlemiss, D. S.; Pell, A. J.; Leskes, M.; Clément, R. J.; Pourpoint, F.; Lu, Z.; Hanna, J. V.; Pintacuda, G.; Emsley, L.; Samoson, A.; Grey, C. P. J. Mater. Chem. A 2014.
67. Grau-Crespo, R.; Hamad, S.; Catlow, C. R. A.; Leeuw, N. H. de. J. Phys.: Condens. Matter 2007, 19, 256201
68. Piao, Y.; Qin, Y.; Ren, Y.; Heald, S. M.; Sun, C.; Zhou, D.; Polzin, B. J.; Trask, S. E.; Amine, K.; Wei, Y.; Chen, G.; Bloom, I.; Chen, Z. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 3254
69. Cabana, J.; Shirakawa, J.; Chen, G.; Richardson, T. J.; Grey, C. P. Chem. Mater. 2010, 22, 1249-1262
70. Malik, R.; Zhou, F.; Ceder, G. Nat. Mater. 2011, 10, 587-590
71. Van der Ven, A.; Garikipati, K.; Kim, S.; Wagemaker, M. J. Electrochem. Soc. 2009, 156, A949
72. Cogswell, D. A.; Bazant, M. Z. ACS Nano 2012, 6, 2215-2225
73. Delmas, C.; Maccario, M.; Croguennec, L.; Le Cras, F.; Weill, F. Nat. Mater. 2008, 7, 665-671
74. Liu, H.; Strobridge, F. C.; Borkiewicz, O. J.; Wiaderek, K. M.; Chapman, K. W.; Chupas, P. J.; Grey, C. P. Science 2014, 344, 1252817-1252817
75. Zhang, X.; van Hulzen, M.; Singh, D. P.; Brownrigg, A.; Wright, J. P.; van Dijk, N. H.; Wagemaker, M. Nano Lett. 2014, 14, 2279-2285
76. Zhou, F.; Maxisch, T.; Ceder, G. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 155704
77. Zhou, F.; Marianetti, C. A.; Cococcioni, M.; Morgan, D.; Ceder, G. Phys. Rev. B 2004, 69, 201101
78. Arroyo-de Dompablo, M. E.; Amador, U.; Garcia-Alvarado, F. J. Electrochem. Soc. 2006, 153, A673
79. Bacq, O.; Pasturel, A.; Bengone, O. Phys. Rev. B 2004, 69, 245107