Investigation of Al3+ Doping Effect on LVP Cathode: Structure Evolution and Magnetic Transition
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The determination of ion doping sites, doping amounts, and changes in the crystal and magnetic structures are fundamental and crucial issues that remain unclear in cation doped Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 (LVP) cathode for lithium-ion batteries. This study employed X-ray diffraction (XRD) and Rietveld refinements, 27 Al/ 7 Li/ 51 V/ 31 P nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, superconducting quantum interference device (SQUID) measurements, and density functional theory (DFT) calculations to investigate the doping sites and amounts of Al 3+, the long-range and short-range crystal structures, the electronic structure, and the possible changes in magnetism in a series of Li 3 V2(1 – x )Al 2 x (PO 4 ) 3 /reduced graphene oxide composites (LVA 2 x P/C). The results demonstrate that the practical doping sites and amounts of Al 3+, as well as the crystal and electronic structures, and magnetic characteristics, are affected by different ranges of Al 3+ doping amounts. The unique signals observed in the 7 Li 2D exchange NMR spectra, along with pairwise exchange behavior and the absence of 31 P NMR signals, indicate changes in the magnetic behavior of LVA 2 x P materials. A disruption model of orbital spin ordering was proposed based on SQUID measurement results to explain the behavior of Al 3+ -doped LVP, providing theoretical guidance for doping strategies in phosphate-based systems for lithium/sodium-ion batteries.
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Le contrôle bibliographique ouvert
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- Titre Crossref
- Investigation of Al<sup><b>3+</b></sup> Doping Effect on LVP Cathode: Structure Evolution and Magnetic Transition
- Date Crossref
- 19/08/2025
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Harbin Institute of Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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ASM International (Finland) pays non établi dans la noticeEntreprise
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Zhejiang University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Chemistry and Chemical Engineering State Key Laboratory of Space Power-Sources pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Materials Science and Engineering State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Harbin Institute of Technology, ASM International (Finland) et Zhejiang University, avec 2 autres affiliations.
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