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J-GLOBAL ID：202002267750497781   整理番号：20A0746299

リチウムマンガン酸化物Li_1-xMn_2O_4スピネル(0.0<x<0.375)の主要表面への炭酸エチレン吸着:DFT+U-D_3研究【JST・京大機械翻訳】

Ethylene carbonate adsorption on the major surfaces of lithium manganese oxide Li_1-xMn₂O₄ spinel (0.000 < x < 0.375): a DFT+U-D3 study

著者 (7件)： Ramogayana Brian (Materials Modelling Centre, School of Physical and Mineral Sciences, University of Limpopo, Private Bag x1106, Sovenga 0727, South Africa) ,  Santos-Carballal David ,  Aparicio Pablo A. ,  Quesne Matthew G. ,  Maenetja Khomotso P. ,  Ngoepe Phuti E. ,  de Leeuw Nora H.
資料名： Physical Chemistry Chemical Physics  (Physical Chemistry Chemical Physics)
巻： 22  号： 12  ページ： 6763-6771  発行年： 2020年 
JST資料番号： A0271C  ISSN： 1463-9076  CODEN： PPCPFQ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 電解質に対する市販カソード材料LiMn_2O_4の表面反応性を理解することは,二次リチウムイオン電池のサイクル性能を改善し,マンガン溶解を防ぐために重要である。本研究では,完全リチオ化および部分的に脱リチオ化したLi_1-xMn_2O_4スピネル(0.000<x<0.375)の(001),(011)および(111)表面への電解質成分エチレンカーボネート(EC)の吸着を調べるために,スピン分極密度汎関数理論計算をオンサイトCoulomb相互作用および長距離分散補正[DFT+U-D3-(BJ)]を用いて行った。EC分子の吸着エネルギーと表面自由エネルギーを評価することにより,表面相互作用を調べた。さらに,Wulff結晶形態,分子振動周波数及び吸着質/表面電荷移動に及ぼすEC吸着の影響を解析した。吸着エネルギーは,EC分子が(111)ファセット上に強く吸着し,これは二座結合配置に起因することを示した。Wulff結晶形態により示されるように,EC吸着は(111)ファセットの安定性を増強することを見出した。無視できる電荷移動がスピネル表面とEC分子間で計算されたが,大きな電荷再配列が吸着により界面活性剤内で起こった。相互作用するEC分子に対するC=O伸縮モードの波数は孤立した吸着物に関して赤方偏移し,この結合が弱くなることを示唆した。表面自由エネルギーは,LiMn_2O_4表面の完全にリチオ化された形と部分的に脱リチオ化された形の両方がEC分子によって安定化されることを示している。Copyright 2020 Royal Society of Chemistry All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 振動数 ,  電解質 ,  *吸着 ,  *スピネル ,  電荷 ,  スピン分極 ,  吸着エネルギー ,  リチウムイオン電池 ,  結晶形態 ,  溶解 ,  ファセット ,  リチオ化 ,  *マンガン ,  電荷移動 ,  界面活性剤

分類 (5件)： 界面化学一般  (CB12010J) ,  金属の表面構造  (BK15020P) ,  固-液界面  (CB12050B) ,  不均一系触媒反応  (CB06100E) ,  その他の無機化合物の結晶構造  (BK07030J)

タイトルに関連する用語 (7件)： リチウム ,  マンガン酸化物 ,  スピネル ,  炭酸エチレン ,  吸着 ,  DFT+U ,  研究