Perpustakaan Digital ITB

Cerium oksida merupakan kandidat pelapis protektif untuk katoda baterai Li-ion yang menjanjikan. Walau begitu, gambaran mendalam mengenai migrasi Li di dalam cerium oksida masih belum sepenuhnya dimengerti. Dalam studi ini, digunakan metodologi first principles berbasis teori fungsional kerapatan (density functional theory/DFT) untuk menginvestigasi insersi dan difusi ion Li pada berbagai varian cerium oksida: CeO2 murni, CeO2 dengan oksigen vakansi serta Ce2O3 sebagai cerium oksida tereduksi penuh. Pada tiga konsentrasi berbeda (1:1, 1:8 dan 1:27 rasio Li:Ce), ditunjukkan bahwa Li dapat menempati titik oktahedral CeO2 secara spontan, baik dalam keadaan netral maupun terionisasi. Pada dua konsentrasi berbeda (1:2 dan 1:16), Li hanya dapat menempati Ce2O3 apabila telah terionisasi menjadi Li+. Difusi Li pada CeO2 bersifat isotropik pada arah ?110? dengan energi aktivasi yang sangat tinggi. Penambahan sebuah vakansi oksigen dapat merusak isotropi difusi Li: barier akan turun apabila vakansi searah dengan jalur vakansi ?110? dan meningkat apabila vakansi berada berlawanan terhadap vakansi. Barier difusi Li terendah dibanding dua struktur sebelumnya tercapai pada struktur Ce2O3. Hal ini menunjukkan derajat reduksi tinggi berkorelasi terhadap peningkatan difusivitas litium dalam cerium oksida. Kesimpulannya, sintesis pelapis cerium oksida dengan derajat reduksi tinggi atau konten oksigen rendah dipreferensikan untuk memediasi difusi Li dengan cepat dan non-obstruktif.