8月11日消息,阿姆斯特丹大学Nongnuch Artrith团队与伦敦大学学院(UCL)Jian He、Bowen Xiu、Feng Ryan Wang以及乌得勒支大学Frank de Groot合作,在arXiv发布了NMC811层状正极材料的氧K边X射线吸收光谱(XAS)模拟数据库。

X射线吸收光谱是探测吸收原子局域化学环境的最强大表征技术之一,在电池材料研究中应用广泛。该数据库基于团队前期工作的原子结构,采用维也纳从头算模拟包(VASP)中的激发电子和核芯孔(XCH)方法及R2SCAN meta-GGA泛函计算。

数据库涵盖基准二元氧化物(TiO、Ti2O3、TiO2、Mn3O4、Mn2O3、MnO2)以及包含60个过渡金属位点的真实NMC811超胞,覆盖三种荷电状态。每个光谱均解析到单个氧位点层面,将氧K边光谱特征与由局域配位和过渡金属邻居定义的特定氧环境联系起来。

所有数据免费开放,可用于训练机器学习模型预测XAS光谱、指导实验解析,以及加速下一代高镍正极材料的设计优化。

行业背景方面,NMC811(LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2)是目前电动车动力电池主流的高镍层状正极材料之一,其高能量密度和相对低的钴含量使其成为电池制造商的首选。然而,高镍正极面临的循环稳定性、热稳定性和表面副反应等挑战仍需深入理解其原子级结构-性能关系。该XAS数据库为解决这些问题提供了重要的基础数据资源,也体现了计算材料学在电池研究中的日益重要作用。 (来源:arXiv)