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J-GLOBAL ID：202202266887365493   整理番号：22A0706331

リチウムイオンバッテリー用の層状H_2V_3O_8高容量カソード材料におけるリチウムインターカレーション機構と構造水の重要な役割【JST・京大機械翻訳】

Lithium Intercalation Mechanism and Critical Role of Structural Water in Layered H₂V₃O₈ High-Capacity Cathode Material for Lithium-Ion Batteries

著者 (9件)： Kuhn Alois (Departamento de Quimica y Bioquimica, Facultad de Farmacia, Universidad San Pablo CEU, CEU Universities, Spain) ,  Perez-Flores Juan Carlos (Instituto de Investigacion de Energias Renovables, Universidad de Castilla-La Mancha, Spain) ,  Prado-Gonjal Jesus (Departamento de Quimica Inorganica, Facultad de Ciencias Quimicas, Universidad Complutense de Madrid, Spain) ,  Moran Emilio (Departamento de Quimica Inorganica, Facultad de Ciencias Quimicas, Universidad Complutense de Madrid, Spain) ,  Hoelzel Markus (Forschungsneutronenquelle Heinz-Maier-Leibniz (FRM II), Technische Universitaet Muenchen, Germany) ,  Diez-Gomez Virginia (Instituto de Ciencia de Materiales Madrid (CSIC), Spain) ,  Sobrados Isabel (Instituto de Ciencia de Materiales Madrid (CSIC), Spain) ,  Sanz Jesus (Instituto de Ciencia de Materiales Madrid (CSIC), Spain) ,  Garcia-Alvarado Flaviano (Departamento de Quimica y Bioquimica, Facultad de Farmacia, Universidad San Pablo CEU, CEU Universities, Spain)
資料名： Chemistry of Materials  (Chemistry of Materials)
巻： 34  号： 2  ページ： 694-705  発行年： 2022年 
JST資料番号： T0893A  ISSN： 0897-4756  CODEN： CMATEX  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： H_2V_3O_8(HVO)はリチウムイオン電池(LIB)の有望な高容量カソード材料である。それは,電気化学的リチウムサイクルプロセス中の可逆的二電子移動を可能にし,378mAhg-1の非常に魅力的な理論容量をもたらした。豊富な研究がH_2V_3O_8の優れた電気化学的リチウム貯蔵特性を証明したが,インターカレーション過程中の構造変化は精査されておらず,ゲスト種によって占有された結晶学的位置はまだ明らかにされていない。しかし,カソード材料の構造変化の深い理解は,新しい材料の開発および現在の材料の改善に不可欠である。HVOの貯蔵挙動への洞察の提供を目的として,本研究では,高分解能シンクロトロンX線と中性子回折の組合せを用いて,純粋およびリチオ化H_2V_3O_8の結晶構造を正確に記述した。HVOでは,水素は水様配置の1つの単結晶サイトに位置し,それを通して隣接するV_3O_82-鎖を横断する非対称水素結合が確立された。ネットワーク安定化における水による役割を,密度汎関数理論(DFT)計算によりさらに調べた。リチウムインターカレーションによる構造水の容易な水素結合スイッチは,マジック角スピニング(MAS)NMR分光法で証明されたように,層間挿入リチウムイオンのより良い適応を可能にするだけでなく,結晶ホスト中のLiイオン移動度も増強した。構造中のLiイオンの容易な伝導経路を結合原子価和差マッピングから推論した。水素結合は,Liインターカレーション/脱インターカレーション中のバナジウム層の体積膨張/収縮を緩和し,長期構造安定性を改善し,LIBにおけるこの高エネルギーカソードに対して報告されたレート能力とサイクル寿命における優れた性能を説明した。本研究は,多くの水和材料が,Li技術だけでなく,再充電可能な電池も実現するための電極材料の良い候補であることを示唆する。Copyright 2022 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *イオン ,  水素結合 ,  単結晶 ,  水素 ,  *リチウム ,  非対称性 ,  原子価 ,  電極材料 ,  *リチウム化合物 ,  電気化学 ,  リチオ化 ,  *インターカレーション ,  *カソード ,  リチウムイオン電池
準シソーラス用語： *リチウムイオン ,  *カソード材料【電池】 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (1件)： 二次電池  (YB04030K)

タイトルに関連する用語 (4件)： 層状 ,  カソード材料 ,  リチウムインターカレーション ,  役割