Probing the Electrochemical Li ...
Type de document :
Compte-rendu et recension critique d'ouvrage
DOI :
Titre :
Probing the Electrochemical Li Insertion–Extraction Mechanism in Sputtered LiNi0.5Mn1.5O4 Thin Film Cathode for Li‐Ion Microbattery
Auteur(s) :
Bhatia, Ankush [Auteur]
Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est [ICMPE]
Leviel, Clement [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 [UCCS]
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie [RS2E]
Hallot, Maxime [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Circuits Systèmes Applications des Micro-ondes - IEMN [CSAM - IEMN ]
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie [RS2E]
Pereira-Ramos, Jean Pierre [Auteur]
Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est [ICMPE]
Lethien, Christophe [Auteur correspondant]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Circuits Systèmes Applications des Micro-ondes - IEMN [CSAM - IEMN ]
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie [RS2E]
Institut universitaire de France [IUF]
Roussel, Pascal [Auteur correspondant]
Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 [UCCS]
Baddour-Hadjean, Rita [Auteur correspondant]
Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est [ICMPE]
Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est [ICMPE]
Leviel, Clement [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 [UCCS]
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie [RS2E]
Hallot, Maxime [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Circuits Systèmes Applications des Micro-ondes - IEMN [CSAM - IEMN ]
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie [RS2E]
Pereira-Ramos, Jean Pierre [Auteur]
Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est [ICMPE]
Lethien, Christophe [Auteur correspondant]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Circuits Systèmes Applications des Micro-ondes - IEMN [CSAM - IEMN ]
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie [RS2E]
Institut universitaire de France [IUF]
Roussel, Pascal [Auteur correspondant]
Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 [UCCS]
Baddour-Hadjean, Rita [Auteur correspondant]
Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est [ICMPE]
Titre de la revue :
Advanced Materials Interfaces
Pagination :
2200733
Éditeur :
Wiley
Date de publication :
2022-09-02
ISSN :
2196-7350
Discipline(s) HAL :
Chimie/Autre
Chimie/Matériaux
Chimie/Matériaux
Résumé en anglais : [en]
Due to its great theoretical capacity (147 mAh g−1) and high operating potential (4.7 V vs Li+/Li), Co-free spinel LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) is one of the most promising thin film cathodes allowing designing Li-ion micro-batteries ...
Lire la suite >Due to its great theoretical capacity (147 mAh g−1) and high operating potential (4.7 V vs Li+/Li), Co-free spinel LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) is one of the most promising thin film cathodes allowing designing Li-ion micro-batteries with a high specific energy. In this work, the Li extraction–insertion mechanism in sputtered LNMO thin films is investigated by X-ray diffraction and Raman spectroscopy during the first electrochemical cycle. A one-step phase transition involving two cubic phases is revealed, consisting of a wide solid solution region (0.3 ≤ x ≤ 1 in LixNMO) and a narrow biphasic domain (0 < x ≤ 0.3). Remarkably, significant variations are observed in the Raman spectra, which are linked to the activity of the Ni redox system at 4.7 V. It is demonstrated that an appropriate analysis of the bands corresponding to pure Ni–O stretching modes leads to an accurate estimation of the electrode states of charge and depth of discharge, which opens the way for a reliable quantification of the self-discharge phenomenon. The mechanism of Li extraction insertion here pictured for the first time for LNMO thin layers is consistent with their disordered nature and accounts for their good electrochemical performance.Lire moins >
Lire la suite >Due to its great theoretical capacity (147 mAh g−1) and high operating potential (4.7 V vs Li+/Li), Co-free spinel LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) is one of the most promising thin film cathodes allowing designing Li-ion micro-batteries with a high specific energy. In this work, the Li extraction–insertion mechanism in sputtered LNMO thin films is investigated by X-ray diffraction and Raman spectroscopy during the first electrochemical cycle. A one-step phase transition involving two cubic phases is revealed, consisting of a wide solid solution region (0.3 ≤ x ≤ 1 in LixNMO) and a narrow biphasic domain (0 < x ≤ 0.3). Remarkably, significant variations are observed in the Raman spectra, which are linked to the activity of the Ni redox system at 4.7 V. It is demonstrated that an appropriate analysis of the bands corresponding to pure Ni–O stretching modes leads to an accurate estimation of the electrode states of charge and depth of discharge, which opens the way for a reliable quantification of the self-discharge phenomenon. The mechanism of Li extraction insertion here pictured for the first time for LNMO thin layers is consistent with their disordered nature and accounts for their good electrochemical performance.Lire moins >
Langue :
Anglais
Vulgarisation :
Non
Projet ANR :
Source :
Fichiers
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