A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Determining effects of doping lithium nickel oxide with tungsten using Compton scattering (2024)

Kothalawala, V. N., Suzuki, K., Li, X., Barbiellini, B., Nokelainen, J., Makkonen, I., Ferragut, R., Tynjälä, P., Laine, P., Välikangas, J., Hu, T., Lassi, U., Takano, K., Tsuji, N., Amada, Y., Sasikala, D. A. A., Alatalo, M., Sakurai, Y., Sakurai, H., . . . Bansil, A. (2024). Determining effects of doping lithium nickel oxide with tungsten using Compton scattering. APL Energy, 2(2), Article 026102. https://doi.org/10.1063/5.0193527

JYU-tekijät tai -toimittajat

Julkaisun tiedot

Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Kothalawala, Veenavee Nipunika; Suzuki, Kosuke; Li, Xin; Barbiellini, Bernardo; Nokelainen, Johannes; Makkonen, Ilja; Ferragut, Rafael; Tynjälä, Pekka; Laine, Petteri; Välikangas, Juho; et al.

Lehti tai sarja: APL Energy

eISSN: 2770-9000

Julkaisuvuosi: 2024

Ilmestymispäivä: 10.04.2024

Volyymi: 2

Lehden numero: 2

Artikkelinumero: 026102

Kustantaja: AIP Publishing

Julkaisumaa: Yhdysvallat (USA)

Julkaisun kieli: englanti

DOI: https://doi.org/10.1063/5.0193527

Linkki tutkimusaineistoon: https://github.com/Veenavi92/W-doped-LiNiO2

Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla

Julkaisukanavan avoin saatavuus: Kokonaan avoin julkaisukanava

Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/94459

Tiivistelmä

X-ray Compton scattering experiments along with parallel first-principles computations were carried out on LiNiO2 to understand the effects of W doping on this cathode material for Li-ion batteries. By employing high-energy x rays exceeding 100 keV, an insight is gained into the fate of the W valence electrons, which are adduced to undergo transfer to empty O 2p energy bands within the active oxide matrix of the cathode. The substitution of W for Ni is shown to increase the electronic conductivity and to enhance the total magnetization per Ni atom. Our study demonstrates that an analysis of line shapes of Compton scattered x rays in combination with theoretical modeling can provide a precise method for an atomic level understanding of the nature of the doping process.

YSO-asiasanat: douppaus (puolijohdetekniikka); elektrodit; litium; nikkeli; volframi; litiumioniakut

Vapaat asiasanat: density functional theory; doping; high-energy X rays; compton scattering; battery materials; lithium-ion batteries; co-precipitation; quantum mechanical models; scattering problem

Liittyvät organisaatiot

OKM-raportointi: Kyllä

VIRTA-lähetysvuosi: 2024