Aller au contenu principal
Accès ouvert déclaré 2026 article

Revealing the Structural-Redox Interplay in the High-Voltage Spinel LiNi0.5Mn1.5O4 Cathode

0Citations signalées, ce qui n’est pas une note de qualité
2Institutions déclarées
2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : us, de. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

The evolution of transition metal oxide cathodes with cycling is governed by a subtle interplay between redox processes and (local) structural distortions. Here, we use first-principles calculations to monitor the electronic and structural evolution of the spinel LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) cathode at various stages of charge. In its P4332 ordered ground state, redox-active NiO6 octahedra are spatially isolated by redox-inactive Mn4+ cations, providing a clean platform to disentangle local redox and structural phenomena. By combining analyses of magnetic moments, Bader charges, and charge-density difference maps, we show that redox processes are localized on Ni, yet trigger significant transition metal-oxygen rehybridization extending to both Ni-O and Mn-O networks. Changes in oxygen charge are traced to polarization driven by evolving Ni-O bonding, rather than to anion redox activity. Concurrent structural changes include a stepwise volumetric contraction of the NiO6 octahedra with increasing oxidation state, and Jahn-Teller distortions that are sensitively modulated by the local Li/vacancy environment. Beyond these effects, we identify additional distortion modes, including pinching deformations in both NiO6 and MnO6 polyhedra, which exhibit clear and systematic trends with transition metal oxidation. Together, these results provide an atomic-level picture of coupled redox and lattice distortion processes in LNMO, revealing how Li/vacancy configurations and transition metal-oxygen rehybridization govern electrochemical behavior. The mechanisms uncovered here point to design principles that are likely to be equally critical in more complex oxide cathodes.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Revealing the Structural-Redox Interplay in the High-Voltage Spinel LiNi0.5Mn1.5O4 Cathode
Date Crossref
19/08/2026
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • University of California pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Max Planck Institute for Solid State Research pays non établi dans la notice
    Structure de recherche

University of California et Max Planck Institute for Solid State Research.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Advancements in Battery MaterialsMagnetic Properties and Synthesis of FerritesTransition Metal Oxide Nanomaterials

BNTIC News n’est pas le producteur de ces données. Les publications sont interrogées à la demande dans Crossref, OpenAIRE, DOAJ, Europe PMC, HAL, DataCite, AfricArXiv, ROR et la Banque mondiale, sans clé d’accès. OpenAlex reste optionnel. Aucun service payant n’est nécessaire et aucune donnée externe n’est enregistrée en base. Consulter les sources et leurs limites.