Secondary-Phase Formation in Spinel-Type LiMn2O4-Cathode Materials for Lithium-Ion Batteries: Quantifying Trace Amounts of Li2MnO3 by Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Spinel-type lithium manganese oxides are considered as promising cathode materials for lithium-ion batteries. Trace amounts of Li2MnO3 usually occur as a secondary phase in lithium-manganese spinels in the common high-temperature, solid-state synthesis, affecting the overall Li–Mn stoichiometry in the spinel phase and thereby the electrochemical performance. However, the formation of Li2MnO3 lower than 1 wt.% can hardly be quantified by the conventional analytical techniques. In this work, we synthesized lithium-manganese spinels with different Li/Mn molar ratios and demonstrate that electron paramagnetic resonance (EPR) enables quantifying trace amounts of Li2MnO3 below 10−2 wt.% in the synthesized products. The results reveal that the formation of Li2MnO3 secondary phase is favored by lithium excess in the synthesis. Based on the quantitative evaluation of the EPR data, precise determining Li–Mn stoichiometry in the spinel phase in Li1+xMn2−xO4 materials can be assessed. Accordingly, it is possible to estimate the amount of lithium on 16d-sites in the Li-rich manganese spinels.

Об авторах

Ruoheng Sun

Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-9: Grundlagen der Elektrochemie); Institut für Physikalische Chemie, RWTH Aachen University

Автор, ответственный за переписку.
Email: r.sun@fz-juelich.de
Германия, Forschungszentrum Jülich, Jülich, 52425; Aachen, 52074

Peter Jakes

Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-9: Grundlagen der Elektrochemie)

Email: r.sun@fz-juelich.de
Германия, Forschungszentrum Jülich, Jülich, 52425

Svitlana Eurich

Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-9: Grundlagen der Elektrochemie)

Email: r.sun@fz-juelich.de
Германия, Forschungszentrum Jülich, Jülich, 52425

Désirée van Holt

Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-9: Grundlagen der Elektrochemie)

Email: r.sun@fz-juelich.de
Германия, Forschungszentrum Jülich, Jülich, 52425

Shuo Yang

Institut für Anorganische Chemie, RWTH Aachen University

Email: r.sun@fz-juelich.de
Германия, Aachen, 52074

Melanie Homberger

Institut für Anorganische Chemie, RWTH Aachen University

Email: r.sun@fz-juelich.de
Германия, Aachen, 52074

Ulrich Simon

Institut für Anorganische Chemie, RWTH Aachen University

Email: r.sun@fz-juelich.de
Германия, Aachen, 52074

Hans Kungl

Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-9: Grundlagen der Elektrochemie)

Email: r.sun@fz-juelich.de
Германия, Forschungszentrum Jülich, Jülich, 52425

Rüdiger-A. Eichel

Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-9: Grundlagen der Elektrochemie); Institut für Physikalische Chemie, RWTH Aachen University

Email: r.sun@fz-juelich.de
Германия, Forschungszentrum Jülich, Jülich, 52425; Aachen, 52074

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Springer-Verlag GmbH Austria, part of Springer Nature, 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».