How dopants can enhance charge transport in Li2O2

Chemistry of Materials

Volumn 27, Issue 3, 2015, Pages 839-847

  Radin, Maxwell D ^a   Monroe, Charles W ^a   Siegel, Donald J ^a  

^a UNIVERSITY OF MICHIGAN   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CALCULATIONS; CARRIER TRANSPORT; COMPUTATION THEORY; ELECTRIC DISCHARGES; ELECTRODES; STATISTICAL MECHANICS;

FIRST-PRINCIPLES CALCULATION; HOLE POLARONS; LITHIUM PEROXIDES; MULTI-SCALE MODELING; OXYGEN EVOLUTION REACTION; PLAUSIBLE MECHANISMS; RECHARGEABILITY; TRANSPORT THEORY;

LITHIUM;

EID: 84922791267     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm503874c     Document Type: Article

References (73)

1. Hardwick, L. J.; Bruce, P. G. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2012, 16, 178-185
2. Christensen, J.; Albertus, P.; Sánchez-Carrera, R. S.; Lohmann, T.; Kozinsky, B.; Liedtke, R.; Ahmed, J.; Kojic, A. J. Electrochem. Soc. 2012, 159, R1-R30
3. Lu, Y.-C.; Gallant, B. M.; Kwabi, D. G.; Harding, J. R.; Mitchell, R. R.; Whittingham, M. S.; Shao-Horn, Y. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 750
4. Garcia-Araez, N.; Novák, P. J. Solid State Electrochem. 2013, 17, 1793-1807
5. McCloskey, B.; Scheffler, R.; Speidel, A.; Bethune, D. S.; Shelby, R. M.; Luntz, A. C. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18038-18041
6. Li, F.; Zhang, T.; Zhou, H. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1125-1141
7. Harding, J. R.; Lu, Y.; Shao-horn, Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 10540-10546
8. Meini, S.; Tsiouvaras, N.; Schwenke, K. U.; Piana, M.; Beyer, H.; Lange, L.; Gasteiger, H. a. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 11478-11493
9. Black, R.; Lee, J.-H.; Adams, B.; Mims, C. a; Nazar, L. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 392-396
10. Shao, Y.; Ding, F.; Xiao, J.; Zhang, J.; Xu, W.; Park, S.; Zhang, J.-G.; Wang, Y.; Liu, J. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 987-1004
11. Viswanathan, V.; Nørskov, J. K.; Speidel, A.; Scheffler, R.; Gowda, S.; Luntz, A. C. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 556-560
12. Adams, B. D.; Radtke, C.; Black, R.; Trudeau, M. L.; Zaghib, K.; Nazar, L. F. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1772
13. Oh, S.; Black, R.; Pomerantseva, E.; Lee, J.; Nazar, L. Nat. Chem. 2012, 4, 1004-1010
14. Lu, J.; Lei, Y.; Lau, K. C.; Luo, X.; Du, P.; Wen, J.; Assary, R. S.; Das, U.; Miller, D. J.; Elam, J. W.; Albishri, H. M.; El-Hady, D. A.; Sun, Y.-K.; Curtiss, L. a.; Amine, K. Nat. Commun. 2013, 4, 2383
15. Xu, J.-J.; Wang, Z.-L.; Xu, D.; Zhang, L.-L.; Zhang, X.-B. Nat. Commun. 2013, 4, 2438
16. Yilmaz, E.; Yogi, C.; Yamanaka, K.; Ohta, T.; Byon, H. R. Nano Lett. 2013, 13, 4679-4684
17. Xia, C.; Waletzko, M.; Peppler, K.; Janek, J. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 19897-19904
18. Cui, Y.; Wen, Z.; Sun, S.; Lu, Y.; Jin, J. Solid State Ionics 2012, 225, 598-603
19. Riaz, A.; Jung, K.-N.; Chang, W.; Lee, S.-B.; Lim, T.-H.; Park, S.-J.; Song, R.-H.; Yoon, S.; Shin, K.-H.; Lee, J.-W. Chem. Commun. (Cambridge, U. K.) 2013, 49, 5984-5986
20. Giordani, V.; Freunberger, S. A.; Bruce, P. G.; Tarascon, J.-M.; Larcher, D. Electrochem. Solid-State Lett. 2010, 13, A180
21. Ryu, W.; Yoon, T.; Song, S. H.; Jeon, S.; Park, Y.; Kim, I. Nano Lett. 2013, 13, 4190-4197
22. Cui, Y.; Wen, Z.; Liu, Y. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 4727-4734
23. Zhang, K.; Zhang, L.; Chen, X.; He, X.; Wang, X.; Dong, S.; Han, P.; Zhang, C.; Wang, S.; Gu, L.; Cui, G. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 858-865
24. Sun, B.; Zhang, J.; Munroe, P.; Ahn, H.-J.; Wang, G. Electrochem. Commun. 2013, 31, 88-91
25. 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, 3, 75-84
26. Thackeray, M. M.; Chan, M. K. Y.; Trahey, L.; Kirklin, S.; Wolverton, C. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 3607-3611
27. Timoshevskii, V.; Feng, Z.; Bevan, K. H.; Goodenough, J.; Zaghib, K. Appl. Phys. Lett. 2013, 103, 073901
28. Radin, M. D.; Siegel, D. J. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2370-2379
29. Gerbig, O.; Merkle, R.; Maier, J. Adv. Mater. 2013, 25, 3129-3133
30. Luntz, A. C.; Viswanathan, V.; Voss, J.; Varley, J. B.; Speidel, A. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 3494-34997
31. Amatucci, G. G.; Tarascon, J. M.; Klein, L. C. Solid State Ionics 1996, 83, 167-173
32. Gamburg, Y. D.; Zangari, G. Theory and Practice of Metal Electrodeposition; Springer Science+Business Media, LLC: New York, 2011.
33. Zhang, S. S. J. Power Sources 2006, 162, 1379-1394
34. Veith, G. M.; Nanda, J.; Delmau, L. H.; Dudney, N. J. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 1242-1247
35. Tilley, R. J. D. Defects in Solids; John Wiley & Sons, Inc.: Hoboken, NJ, 2008.
36. Kröger, F. A. The chemistry of imperfect crystals; North-Holland Pub. Co.; American Elsevier: Amsterdam, 1973.
37. Sun, B.; Munroe, P.; Wang, G. Sci. Rep. 2013, 3, 2247
38. Königstein, M. J. Solid State Chem. 1999, 147, 478-484
39. Roth, R. S.; Rawn, C. J.; Hill, M. D. NIST Spec. Publ. 1991, 804, 225-236
40. Ong, S. P.; Mo, Y.; Ceder, G. Phys. Rev. B 2012, 85, 081105
41. Kang, J.; Jung, Y. S.; Wei, S.-H.; Dillon, A. Phys. Rev. B 2012, 85, 035210
42. Garcia-Lastra, J. M.; Myrdal, J. S. G.; Christensen, R.; Thygesen, K. S.; Vegge, T. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 5568-5577
43. Van de Walle, C. G.; Neugebauer, J. J. Appl. Phys. 2004, 95, 3851
44. Heyd, J.; Scuseria, G. E.; Ernzerhof, M. J. Chem. Phys. 2003, 118, 8207
45. Krukau, A. V.; Vydrov, O. a.; Izmaylov, A. F.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2006, 125, 224106
46. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251-14269
47. Kresse, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169-11186
48. Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15-50
49. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 47, 558-561
50. Payne, M. C.; Makov, G. Phys. Rev. B 1995, 51, 4014-4022
51. Wang, L.; Maxisch, T.; Ceder, G. Phys. Rev. B 2006, 73, 195107
52. Kurth, S.; Perdew, J. P.; Blaha, P. Int. J. Quantum Chem. 1999, 75, 889
53. Hummelshøj, J. S.; Luntz, a C.; Nørskov, J. K. J. Chem. Phys. 2013, 138, 034703
54. Chevrier, V. L.; Ong, S. P.; Armiento, R.; Chan, M. K. Y.; Ceder, G. Phys. Rev. B 2010, 82, 075122
55. Wang, M.; Navrotsky, A. J. Solid State Chem. 2005, 178, 1230-1240
56. CRC handbook of chemistry and physics, 93 rd ed.; Haynes, W. M., Ed.; CRC Press: Cleveland, OH, 2013.
57. Colinge, J.-P.; Colinge, C. A. Physics of semiconductor devices; Kluwer Academic: Boston, MA, 2002.
58. Tian, F.; Radin, M. D.; Siegel, D. J. Chem. Mater. 2014, 26, 2952-2959
59. Kang, S.; Mo, Y.; Ong, S. P.; Ceder, G. Chem. Mater. 2013, 25, 3328-3336
60. Radin, M. D.; Rodriguez, J. F.; Siegel, D. J. In Proceedings of the Battery Congress; Uddin, M. N., Ed.; Curran Associates, Inc.: Red Hook, NY, 2011.
61. Lu, Y.-C.; Shao-Horn, Y. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 93-99
62. Gallant, B. M.; Kwabi, D. G.; Mitchell, R. R.; Zhou, J.; Thompson, C. V.; Shao-Horn, Y. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2518
63. Khan, A. U.; Mahanti, S. D. J. Chem. Phys. 1975, 63, 2271
64. Zhang, L.; Macdonald, D. D. Electrochim. Acta 1998, 43, 679-691
65. Viswanathan, V.; Thygesen, K. S.; Hummelshøj, J. S.; Nørskov, J. K.; Girishkumar, G.; McCloskey, B. D.; Luntz, A. C. J. Chem. Phys. 2011, 135, 214704
66. Adams, J.; Karulkar, M. J. Power Sources 2012, 199, 247-255
67. Geng, W. T.; He, B. L.; Ohno, T. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 25222-25228
68. Felker, F. C.; Kenar, J. A.; Fanta, G. F.; Biswas, A. Starch 2013, 65, 864-874
69. Kosma, V. a.; Beltsios, K. G. Mater. Sci. Eng., C 2013, 33, 289-297
70. Hoang, K.; Johannes, M. D. J. Power Sources 2012, 206, 274-281
71. Meethong, N.; Kao, Y.-H.; Speakman, S. A.; Chiang, Y.-M. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1060-1070
72. Varley, J. B.; Viswanathan, V.; Nørskov, J. K.; Luntz, A. C. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 720-727
73. Zhao, G.; Zhang, L.; Pan, T.; Sun, K. J. Solid State Electrochem. 2013, 17, 1759-1764