Operando Synchrotron X-ray Diffraction in Calcium Batteries : Insights into the Redox Activity of 1D CaCoMO (M = Co and Mn)
Black Serra, Ashley Phillip (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Monti, Damien (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Frontera, Carlos (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Tchitchekova, Deyana (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Houdeville, Raphaëlle (Laboratori de Llum del Sincrotró ALBA)
Fauth, François (Laboratori de Llum del Sincrotró ALBA)
Palacín, M. Rosa (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)

Data:	2021
Resum:	1D CaCoMO (M = Co z = 0, M = Mn z = 1, and M = Fe z = 0. 4) were prepared and tested electrochemically. While the iron-containing phase was not found to be active, the iron- and manganese-containing phases were found to be potentially interesting as positive electrode materials for calcium metal-based high-energy battery technologies and were investigated by operando synchrotron X-ray diffraction. Results indicate that electrochemically driven calcium deintercalation from the crystal structure (ca. 0. 7 mol per formula unit) takes place upon oxidation in both cases. The oxidized phases have incommensurate modulated crystal structures with the space group R 3 m (00γ)0s and a = 9. 127(1) Å, c = 2. 4226(3) Å and c = 4. 1857(3) Å, and γ = 0. 579 (M = Co) and a = 9. 217(1) Å, c = 4. 9076(4) Å and c = 4. 3387(4) Å, and γ = 1. 139 (M = Mn), which exhibit differences due to the presence of manganese and Mn/Co ordering. The degree of calcium re-intercalation within the structure was found to be extremely limited, if any. Complementary experiments carried out in lithium cells did not show any reversibility either, thus pointing at intrinsic structural/migration constraints in the oxidized phase rather than slow kinetics of high desolvation energies associated with divalent ion charge carriers.
Ajuts:	Agencia Estatal de Investigación CEX2019-000917-S European Commission 743439 European Commission 754397
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Publicat a:	Energy & Fuels, Vol. 35, Issue 13 (June 2021) , p. 10898-10907, ISSN 1520-5029

DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c01343
PMID: 34276127

10 p, 7.7 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > El Sincrotró ALBA
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats