Rational Design of Battery Materials Through Spectroscopic Characterization and Computational Modeling of Redox Orbitals
Publiceringsår
2024
Upphovspersoner
Suzuki Kosuke; Hafiz Hasnain; Kothalawala Veenavee Nipunika; Barbiellini Bernardo; Sakurai Hiroshi; Bansil Arun
Abstrakt
Reduction-oxidation (redox) reactions are the key electrochemical processes at play in lithium-ion batteries (LIBs). Redox reactions are responsible for generating currents in external circuits by transferring electrons from an anode to a cathode. However, observation of redox orbitals to gain an atomic-level understanding of how they evolve under lithiation and delithiation processes has proven very challenging. In this connection, we have shown that high-energy synchrotron X-ray Compton scattering experiments combined with accurate first-principles modeling of electronic and magnetic structures of battery materials can provide atomic-scale visualization of redox orbitals in working batteries. Our analysis reveals robust spectroscopic descriptors that allow a handle on the reversibility and stability of battery materials and a new paradigm for the rational design of these materials.
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Samlingsverk
Artikelstyp
Annan artikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A3 Del av bok eller annat samlingsverkPublikationskanalens uppgifter
Moderpublikationens namn
Förläggare
Volym
150
Sidor
557-573
ISSN
ISBN
Publikationsforum
Publikationsforumsnivå
1
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Nej
Parallellsparad
Ja
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
Fysik
Förlagets internationalitet
Internationell
Internationell sampublikation
Ja
Sampublikation med ett företag
Ja
DOI
10.1007/978-3-031-47303-6_22
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja