LixCoO2 and LixNiO2 (0.5 < x < 1) are used as prototype cathode materials in lithium ion batteries. Both systems show degradation and fatigue when used as cathode material during electrochemical cycling. In order to analyze the change of the structure and the electronic structure of LixCoO2 and LixNiO2 as a function of Li content x in detail, we have performed X-ray diffraction studies, photoelectron spectroscopy (PES) investigations and band structure calculations for a series of compounds Lix(Co,Ni)O2 (0 < x[less-than-or-eq] 1). The calculated density of states (DOS) are weighted by theoretical photoionization cross sections and compared with the DOS gained from the PES experiments. Consistently, the experimental and calculated DOS show a broadening of the Co/Ni 3d states upon lithium de-intercalation. The change of the shape of the experimental PES curves with decreasing lithium concentration can be interpreted from the calculated partial DOS as an increasing energetic overlap of the Co/Ni 3d and O 2p states and a change in the orbital overlap of Co/Ni and O wave functions.
Typ des Eintrags: |
Artikel
|
Erschienen: |
2009 |
Autor(en): |
Laubach, Sonja ; Laubach, Stefan ; Schmidt, Peter C. ; Ensling, David ; Schmid, Stefan ; Jaegermann, Wolfram ; Thißen, Andreas ; Nikolowski, Kristian ; Ehrenberg, Helmut |
Art des Eintrags: |
Bibliographie |
Titel: |
Changes in the crystal and electronic structure of LiCoO2 and LiNiO2 upon Li intercalation and de-intercalation |
Sprache: |
Englisch |
Publikationsjahr: |
März 2009 |
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: |
Physical Chemistry Chemical Physics |
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: |
11 |
(Heft-)Nummer: |
17 |
DOI: |
10.1039/b901200a |
Kurzbeschreibung (Abstract): |
LixCoO2 and LixNiO2 (0.5 < x < 1) are used as prototype cathode materials in lithium ion batteries. Both systems show degradation and fatigue when used as cathode material during electrochemical cycling. In order to analyze the change of the structure and the electronic structure of LixCoO2 and LixNiO2 as a function of Li content x in detail, we have performed X-ray diffraction studies, photoelectron spectroscopy (PES) investigations and band structure calculations for a series of compounds Lix(Co,Ni)O2 (0 < x[less-than-or-eq] 1). The calculated density of states (DOS) are weighted by theoretical photoionization cross sections and compared with the DOS gained from the PES experiments. Consistently, the experimental and calculated DOS show a broadening of the Co/Ni 3d states upon lithium de-intercalation. The change of the shape of the experimental PES curves with decreasing lithium concentration can be interpreted from the calculated partial DOS as an increasing energetic overlap of the Co/Ni 3d and O 2p states and a change in the orbital overlap of Co/Ni and O wave functions. |
Zusätzliche Informationen: |
SFB 595 Cooperation A3, B4, C1 |
Fachbereich(e)/-gebiet(e): |
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Oberflächenforschung Zentrale Einrichtungen DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > A - Synthese DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > A - Synthese > Teilprojekt A3: Grenzflächen und dünne Schichten von Ionenleitern: Elektronische Struktur, elektrochemische Potentiale, Defektbildung und Degradationsmechanismen DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > B - Charakterisierung DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > B - Charakterisierung > Teilprojekt B4: In situ Untersuchungen der Degradation von Interkalationsbatterien und deren Modellierung DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > C - Modellierung DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > C - Modellierung > Teilprojekt C1: Quantenmechanische Computersimulationen zur Elektronen- und Defektstruktur oxidischer Materialien DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) |
Hinterlegungsdatum: |
04 Aug 2011 08:12 |
Letzte Änderung: |
25 Mär 2015 21:08 |
PPN: |
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Export: |
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