Activitatea electrochimică a materialului electrodului pozitiv din P{{0}}Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 baterie cu ioni de sodiu
Autor:ZHANG Xiaojun1, LI Jiale1,2, QIU Wujie2,3, YANG Miaosen1, LIU Jianjun2,3,4
1. Centrul Sci-Tech din provincia Jilin pentru conversie curată și utilizare valoroasă a biomasei, Universitatea de Energie electrică de Nord-Est, Jilin 132012, China
2. Laboratorul cheie de stat de ceramică de înaltă performanță și microstructură superfină, Institutul de ceramică din Shanghai, Academia Chineză de Științe, Shanghai 200050, China
3. Centrul de Știința Materialelor și Inginerie Optoelectronică, Universitatea din Academia Chineză de Științe, Beijing 100049, China
4. Școala de Chimie și Știința Materialelor, Institutul pentru Studii Avansate din Hangzhou, Universitatea din Academia Chineză de Științe, Hangzhou 310024, China
Abstract
Având avantajele costurilor reduse și distribuției largi de materii prime, bateriile cu ioni de sodiu sunt considerate a fi cele mai bune materiale alternative pentru materialele catodice ale bateriilor litiu-ion. În faza P2-NaMnO2 cu structură stratificată, soluția solidă binară a stratului de metal de tranziție poate îmbunătăți eficient performanța electrochimică a materialului electrodului. În acest studiu, modelul structural de Nax[Mg0.33Mn{0.67]O2 cu soluție solidă de ioni de Mg a fost construit utilizând modelul Coulombic. Calculele din primele principii au arătat că tensiunea de descărcare a Nax[Mg{{10}},33Mn{{0,67]O2 a atins 3,0 V la un conținut de ioni de sodiu mai mic. decât {{20}}.67. Densitatea electronică a stărilor și analiza populației de sarcină a arătat că soluția solidă de Mg a motivat activitatea electrochimică anioică a oxigenului reticulat în faza P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2, care a transformat mecanismul de reacție electrochimică al sistem de la reacția redox sinergică cationică și anionica la reacția redox anioică reversibilă. Această transformare oferă o metodă nouă pentru proiectarea materialelor electrozilor pentru bateriile cu ioni Na, precum și o nouă abordare pentru optimizarea și explorarea altor baterii cu ioni.
Cuvinte cheie:baterie cu ioni de sodiu; activitate electrochimică; primul principiu; dopajul cu metale alcaline
TOB NEW ENERGY oferă un set complet demateriale pentru baterii, mașină cu baterie, soluție pentru linia de producție a bateriilorși tehnologia bateriei pentru bateriile cu stare solidă, bateriile cu ioni de sodiu și producția de baterii cu ioni de litiu.
În ultimii ani, odată cu comercializarea noilor industrii energetice, cum ar fi energia eoliană și energia solară, oamenii au prezentat cerințe mai mari pentru tehnologia de stocare a energiei la scară largă[1,2]. În cercetarea materialelor de stocare a energiei, activitatea electrochimică și stabilitatea structurală a materialelor electrozilor reprezintă unul dintre axele cercetării[3,4]. Printre diferitele sisteme de stocare a energiei cunoscute în prezent, materialele bateriilor cu litiu-ion sunt relativ mature și utilizate pe scară largă. Cu toate acestea, probleme precum distribuția neuniformă a resurselor de litiu și dificultatea tehnologiei de recuperare a litiului au restrâns serios aplicarea la scară largă a bateriilor litiu-ion[5, 6, 7]. Sodiul, care face parte din aceeași familie cu litiul, are caracteristicile materiilor prime abundente, costuri reduse și distribuție largă. În același timp, bateriile cu ioni de sodiu au proprietăți fizice și chimice și mecanisme de reacție electrochimice similare bateriilor cu ioni de litiu. Prin urmare, bateriile cu ioni de sodiu sunt unul dintre cele mai promițătoare materiale alternative[8,9].
Berthelot și colab.[10] au descoperit că în oxidul stratificat NaTMO2 care conține un singur metal de tranziție (TM), ionii de sodiu și locurile libere sunt ordonate în stratul de sodiu pur, rezultând multe platforme de tensiune pentru acest tip de oxid în timpul procesului de descărcare. . Acest lucru are ca rezultat o scădere rapidă a capacității specifice și o reducere semnificativă a performanței ciclului, astfel încât eficiența de conversie a energiei a acestui tip de oxid este scăzută. Elementele de soluție solidă sunt introduse în stratul de metal de tranziție pentru a forma un aranjament mixt de metale de tranziție binare sau chiar multi-element. Materialul electrodului conține un număr mare de sarcini dezordonate, care pot suprima în mod eficient platforma de tensiune de mai sus și pot îmbunătăți eficiența conversiei energiei. Yabuuchi și colab.[11] au folosit Na2CO3, (MgCO3)4Mg(OH)2·5H2O și MnCO3 ca materii prime. O reacție în stare solidă a fost efectuată la 900 de grade timp de 12 ore pentru a obține un material de electrod Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2 în fază P2 binară dezordonată cu soluție solidă de Mg. Ei au descoperit că la o densitate de curent de 10 mA/g, capacitatea specifică inițială a materialului catodic Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2 preparat în faza P2 a fost de aproximativ 150 mAh/g[11]. Puțin mai mică decât capacitatea specifică a Na2/3MnO2 (184 mAh/g). Bruce și colab.[12] au descoperit că, deși a existat o reacție electrochimică a oxigenului reticulat în faza P2 Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2, nu a fost observată nicio precipitare de oxigen. Arată că introducerea de Mg îmbunătățește reversibilitatea ciclului și capacitatea specifică reversibilă a materialului. Cu toate acestea, în timpul procesului de încărcare și descărcare, mecanismul microscopic de reacție electrochimică a oxigenului reticulat din acest sistem este încă neclar, iar mecanismul prin care soluția solidă de Mg îmbunătățește stabilitatea sistemului este, de asemenea, neclar.
Prin urmare, această lucrare ia faza P2 Nax[Mg0.33Mn{0.67]O2 ca obiect de cercetare și adoptă metoda de calcul a principiilor prime a teoriei funcționale a densității (DFT). A fost efectuat un studiu sistematic asupra activității electrochimice și stabilității structurale a performanței de descărcare a materialului catodic Nax[Mg0.33Mn{{0.67]O2 cu soluție solidă de ioni de Mg. Pentru a clarifica mecanismul microscopic al materialelor electrozilor în reacțiile electrochimice la microscara electronilor și atomilor, va oferi o referință pentru înțelegerea proceselor electrochimice și proiectarea de noi materiale.
1 Metoda de calcul
Calculele din această lucrare se bazează pe pachetul software VASP [13,14] al teoriei funcționale a densității. Este utilizată metoda undelor plane aditive[15], iar funcționalitatea corelației schimburilor este aproximarea gradientului generalizat (GGA) sub forma Perdew-Burker-Ernzerhof[13,16]. Parametrul Hubbard U este introdus pentru a corecta d electroni ai Mn, iar valoarea efectivă a U este de 3,9 eV[17,18]. Energia de tăiere a undei plane inferioare este de 600 eV. Când relaxarea ionică este completă, forțele asupra tuturor atomilor sunt mai mici de 0.1 eV·nm-1. La optimizarea structurii cristaline, se utilizează o structură supercelulă de 3×3×1 (72 de atomi), constanta rețelei este 0.874 nm×{0.874 nm×1,056 nm, iar k- grila de puncte a zonei Brillouin este 3×3× 3[19]. Metoda fononului înghețat a fost utilizată pentru a calcula spectrul de vibrație al rețelei în pachetul software Phonopy. Pentru a evita influența condițiilor la limită periodice, a fost utilizată o structură supercelulă 3×3×1 pentru a calcula constantele de forță și spectrele de fononi ale fazei P2 NaMnO2 și Na[Mg0.33Mn0.67]O2. Modelul Coulomb de sarcină punctiformă este utilizat pentru a calcula rapid ocuparea ionilor a structurii desodice, iar configurația de ocupare Na cu cea mai scăzută energie Coulomb este selectată pentru calcule mai precise ale principiilor inițiale[20]. Tensiunea de descărcare a materialului electrodului poate fi exprimată ca [20]:
$V=-\frac{G(\text{N}{{\text{a}}_{{{x}_{2}}}}\text{M }{{\text{O}}_{2}})-G(\text{N}{{\text{a}}_{{{x}_ {1}}}}\text{M}{{\text{O}}_{2}})-({{x}_{2}}-{{x}{ {16}}{1}})G(\text{Na})}{({{x}_{2}}-{{x}_{1}}){{ e}^{-}}}$
Unde G este energia totală a sistemului corespunzător, iar e- este sarcina elementului[21].
2 Rezultate și discuții
2.1 Caracteristici microstructurale și stabilitate structurală
The space group of the P2 phase NaMnO2 structure is R$\bar{3}m (Fig. 1)[22,23]. The spatial configuration of the Mg solid solution Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2 structure is similar to that of NaMnO2. Mg ions replace 1/3 of the Mn ions in the transition metal layer. The theoretical ion ratio of Mg to Mn is 1:2. Experimental characterization found that at this ratio, Mg ions in the Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 structure only form disordered arrangements with Mn, retaining the order of the Na layer[24]. When the ion ratio Mg:Mn>1:2, Mg, Na și Mn vor forma un aranjament dezordonat de cationi. După cum se arată în Figura 1(A), modul de stivuire a oxigenului reticulat este ABBA..., Mg și, respectiv, Mn ocupă locurile octaedrice dintre straturile de oxigen AB, iar Na ocupă locurile prisme triunghiulare dintre straturile de oxigen AA și BB. 25,26]. După cum se arată în Figura 1(B), există un aranjament de tip fagure de Mg și Mn în stratul de metal de tranziție [27], care este similar cu aranjamentul dintre Li și Mn în compușii bogați în litiu [28]. Octaedrul [MgO6] este aranjat cu 6 octaedre [MnO6] care împart muchii[29,30]. În stratul de metal alcalin al structurii Na{0.67[Mg{0.33Mn0.67]O2, există două rețele pentru ionii de sodiu. Unul este aranjat cu straturile superioare și inferioare ale octaedrelor [MgO6] sau [MnO6] împărțind marginile. Celălalt este aranjat coplanar cu straturi superioare și inferioare de octaedre [MgO6] sau [MnO6].
Fig. 1 Diagrama schematică a P2-Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2
În structurile cu conținut diferit de ioni de sodiu, ionii de sodiu sunt afectați de interacțiunea Coulomb între Mn și Mg în stratul de metal de tranziție și ionii de Na în stratul de metal alcalin, prezentând două moduri de ocupare diferite. Prin urmare, această lucrare folosește mai întâi modelul Coulomb pentru a elimina rapid configurația Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2 a fazei P2 cu cea mai mică energie Coulomb. Pentru a verifica raționalitatea, am calculat și simulat modelele XRD ale acestor configurații ecranate și le-am comparat cu rezultatele măsurate[11]. Rezultatele sunt prezentate în Figura 2. (016) și (110) calculate sunt ușor deplasate spre dreapta față de caracterizarea experimentală, ceea ce se datorează în principal existenței unor structuri amorfe și defecte în unele planuri cristaline ale materialelor preparate experimental. . Structura modelului de calcul este o structură cristalină perfectă, deci există o anumită abatere între lărgirea XRD și intensitatea de vârf a simulării computaționale și rezultatele experimentale. În plus, există un aranjament al ionilor de Na în aceste două planuri cristaline, iar inserarea și detașarea ionilor de Na este un alt motiv posibil pentru schimbarea pozițiilor vârfurilor corespunzătoare. După luarea în considerare a efectelor de mai sus, forma maximă și intensitatea XRD simulate sunt în concordanță cu rezultatele experimentale, iar modelul construit poate reproduce informațiile microstructurale din experiment, indicând faptul că structura ecranată teoretic este relativ precisă și fiabilă[31,32] ].
Fig. 2 Comparația modelelor XRD calculate și experimentale ale Na0.67[Mg0.33Mn{0.67]O2
Pentru a studia efectul soluției solide de Mg asupra stabilității structurale, am folosit primele principii combinate cu „metoda fononului înghețat” pentru a calcula spectrele de vibrație ale rețelei P{{0}}NaMnO2 și P{{2} }Na[Mg0.33Mn{{{10}},67]O2. După cum se arată în Figura 3, unda posesor nu are o frecvență imaginară în întreaga zonă Brillouin, ceea ce indică faptul că P2-Na[Mg0.33Mn{0.67]O2 are stabilitate dinamică. Prin compararea spectrelor de fononi ale celor două materiale, s-a constatat că dopajul cu Mg nu a schimbat semnificativ intervalul de frecvență a vibrațiilor și a avut un impact redus asupra vibrației rețelei. Structura dopată cu Mg a arătat, de asemenea, o bună stabilitate dinamică. În plus, Bruce și colab. a preparat cu succes faza P2 Na[Mg0.33Mn{0.67]O2 cu soluție solidă de Mg, ceea ce a demonstrat în continuare că materialul are stabilitate termodinamică suplimentară. Prin urmare, nu este greu de observat că P2-Na[Mg0.33Mn0.67]O2 are o bună stabilitate structurală.
Fig. 3 Curbele de dispersie fononică a (A) NaMnO2 și (B) Na0.67[Mg{0.33Mn{0.67]O2
2.2 Analiza proprietăților electrochimice ale fazei P2 Nax[Mg1/3Mn2/3]O2
Pentru a studia efectul dopajului cu Mg asupra proprietăților electrochimice ale materialelor, am calculat tensiunea de descărcare a structurii soluției solide de Mg P{{0}}Nax[Mg0.33Mn{{7} }.67]O2 (Figura 4). Intervalul de concentrație al ionilor de Na este determinat experimental, adică 0.11 Mai mic sau egal cu x Mai mic sau egal cu 0.66[11].Figura 4(A) arată structura structurală. se modifică în timpul procesului de descărcare, iar tensiunea corespunzătoare (Figura 4(B)) include în principal trei platforme: 3,4, 2,9 și 2,1 V. Capacitatea teoretică estimată este de 152 mAh/g, ceea ce este practic în concordanță cu rezultatele experimentale[11] . Curba tensiunii de descărcare calculată din primele principii este puțin mai mare decât rezultatul măsurat efectiv. Motivul principal este că calculul cu primele principii ignoră influența condițiilor de măsurare experimentale, cum ar fi electrolitul, temperatura de măsurare experimentală a conductivității ionilor de litiu etc. Cercetările noastre anterioare au arătat[33]că, deși curba tensiunii de descărcare calculată este mai mare decât cea măsurată experimental. curba, tendința generală de schimbare este consecventă. Prin urmare, se poate considera că pe parcursul întregului proces de descărcare, tensiunea Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 este în concordanță cu rezultatele experimentale[12,20]. Când x<66%, Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 has a high voltage of about 3.0 V, and there is no obvious additional voltage platform, indicating that the substitution of Mg2+ for Mn3+ has the effect of inhibiting sodium ion rearrangement and structural phase change. Previous charge and discharge studies on NaMnO2 and other systems have found that the orderly arrangement of transition metals is usually accompanied by more voltage platforms.
Fig. 4 (A) modificări structurale calculate prin DFT și (B) curba tensiunii de descărcare a P2-Nax[Mg0.33Mn{0.67]O2 în timpul descărcării
În circumstanțe ideale, stările de valență ale Mg și Mn în Na2/3[Mg0.33Mn{0.67]O2 sunt +2 și respectiv +4 și nu pot continua pentru a fi oxidat la stări de valență superioare. Prin urmare, nu există activitate electrochimică cationică în sistem, iar procesul de încărcare și descărcare al materialului este o reacție electrochimică anioană. În Na0.67MnO2, starea inițială de valență a ionilor de Mn este +3.33. În timpul procesului de încărcare, ionii de Mn pot transfera 0.67 electroni spre exterior pentru a atinge o valență stabilă de +4. În acest moment, tot Na+ a fost eliberat, iar oxigenul reticulat nu a participat niciodată la reacția electrochimică[34]. Prin urmare, procesul de încărcare și descărcare a Na0.67MnO2 apare ca o reacție electrochimică cationică. Multe studii au arătat că atunci când numărul de electroni pierduți de oxigenul reticulat este mai mic de 0.33, reacția electrochimică anioică are o reversibilitate bună[11-12,28]. Oxidarea excesivă a anionilor de oxigen (numărul de electroni pierduți este mai mare de 0.33) face ca configurația electronică a oxigenului să se abată de la regula stabilă a opt cuplelor, rezultând o reacție de transformare ireversibilă și formarea unei OO obligație. Poate duce chiar la evoluția de oxigen și la încărcare și descărcare ireversibilă a structurii electrodului[27,35]. În Na0.67[Mg{0.33Mn{{0.67]O2, dacă se ia în considerare starea limită de pierdere a sarcinii. Adică, atunci când ionii de Na sunt complet detașați pentru a forma structura Na0[Mg{{{{0}}.33Mn{0.67]O2, Mg și Mn mențin întotdeauna {{ 45}} și +4 valențe. Anionul O este oxidat la valență -1.67, pierzând 0.33 electroni, ceea ce este mai mic decât limita reacției electrochimice anionice ireversibile. Prin urmare, în întreaga reacție de încărcare a Na{0.67[Mg{0.33Mn0.67]O2, oxigenul reticulat nu trebuie să fie reorganizat spațial, iar reacția electrochimică este reversibilă. Introducerea Mg2+ nu numai că menține capacitatea specifică reversibilă, dar crește și densitatea de energie a materialului prin creșterea tensiunii de descărcare.
Pentru a demonstra activitatea electrochimică a oxigenului în materialul Nax[Mg{{0}}.33Mn0.67]O2 în timpul procesului de descărcare, am calculat densitatea electronică a stărilor (Figura 5) pentru inițial și structurile de evacuare finală a materialului. S-a constatat că în timpul procesului de descărcare, ionii de Na au fost încorporați treptat, numărul total de electroni din sistem a crescut, iar nivelul Fermi s-a mutat la un nivel de energie mai ridicat. Numărul de găuri din orbita O2p scade treptat, indicând faptul că electronii care intră în sistem sunt transferați pe orbitele goale ale oxigenului reticulat, iar oxigenul rețelei este redus. În timpul procesului de descărcare a materialului electrodului, oxigenul reticulat participă la reacția electrochimică a anionilor. În acest moment, nu există aproape nicio modificare a electronilor orbitali Mn-d și nu există nici un transfer de sarcină, adică starea de valență a lui Mn nu se schimbă în timpul procesului de descărcare, demonstrând că Mn nu este activ electrochimic[12, 36]. Cu toate acestea, în timpul procesului de descărcare a P{2-NaxMnO2, electronii continuă să umple orbitalii gol Mn și O de înaltă energie, ceea ce indică faptul că atât Mn, cât și O sunt activi electrochimic și sunt o reacție electrochimică tipică în care cooperează anionii și cationii. .
Fig. 5 Densitatea electronică a stărilor de (A) P2-Nax[Mg0.33Mn{0.67]O2 și (B) P{2-NaxMnO2 sub diferite Na conținutul de ioni în timpul descărcării
PDOS: densitatea proiectată a stărilor
O concluzie consistentă poate fi trasă prin analiza populației de sarcină (Figura 6). În timpul procesului de descărcare a Nax[Mg0.33Mn{0.67]O2, cantitatea de încărcare a ionilor de Mn practic nu se modifică, deci nu participă la reacția electrochimică; în procesul de creștere a conținutului de Na de la 0.11 la 0.66, ionii de O au obținut aproximativ 0.2e- . A avut loc o umplere semnificativă a încărcăturii, arătând activitate electrochimică anionică[37]. Prin analiza populației de sarcină a P2-NaxMnO2, s-a constatat că, pe măsură ce conținutul de Na crește, Mn și O participă împreună la reacția electrochimică. Acest rezultat este în concordanță cu analiza densității electronice a stărilor. Se dovedește că soluția solidă de Mg schimbă mecanismul de reacție electrochimică a sistemului de la reacția electrochimică de cooperare cu anioni și cationi într-o reacție electrochimică anionică reversibilă, iar acest proces nu afectează reversibilitatea încărcării și a descărcării materialului.
Fig. 6 Analiza încărcăturii (A) Nax[Mg0.33Mn{0.67]O2 și (B) P{2-NaxMnO2 sub conținut diferit de ioni de sodiu
3 Concluzie
Acest studiu a folosit calcule de bază pentru a studia sistematic caracteristicile microstructurale, stabilitatea cinetică și activitatea electrochimică a soluției solide de Mg2+ faza P2 Nax[Mg1/3Mn2/3]O2. Introducerea Mg2+ modifică tipul de reacție electrochimică a materialului de la reacția electrochimică de cooperare anionică și cationică a NaxMnO2 la reacția electrochimică anioică reversibilă a Nax[Mg{{{10}}.33Mn{ {16}}.67]O2. Când anionul O din P2-Nax[Mg{0.33Mn{0.67]O2 participă la reacția electrochimică, intervalul de câștig și pierdere de sarcină este mai mic de 0,33, ceea ce are o valoare bună. reversibilitate. Introducerea Mg2+ nu numai că crește tensiunea de descărcare a materialului, dar menține și capacitatea specifică reversibilă a materialului și în cele din urmă crește densitatea de energie a materialului.
În materialele electrozilor cu ioni de sodiu, introducerea metalelor alcalino-pământoase în stratul de metal de tranziție pentru soluția solidă cationică este o nouă strategie de optimizare a performanței materialelor. Mecanismul său de bază este de a declanșa activitatea electrochimică a anionilor prin sacrificarea activității electrochimice a cationilor, schimbarea mecanismului de reacție electrochimică a materialului, creșterea tensiunii de descărcare și, în cele din urmă, optimizarea densității de energie a materialului. Această strategie nu numai că oferă o nouă metodă de proiectare a materialelor electrozilor pentru bateriile cu ioni de sodiu, dar oferă și idei noi pentru optimizarea și explorarea altor baterii cu ioni.
Referințe
[1] HU YING-YING, WEN ZHAO-YIN, RUI-KUN și colab. Starea de cercetare și dezvoltare de ultimă generație a bateriilor cu sodiu. Energy Storage Science and Technology, 2013,2(2):81-90.
[2] SHEN GUAN-YE, LI CHEN, XU BING-LIANG, et al. Alocarea economică pentru sistemul de stocare a energiei având în vedere energia eoliană. Journal of Northeast Electric Power University, 2018,38(4):27-34.
[3] MA CHAO, ZHAO XIAO-LIN, KANG LI-TAO și colab. Materiale anodice dicarboxilat neconjugat pentru celule electrochimice. Angew. Chim. Int. Ed., 2018,57(29):8865-8870.
[4] RICHARDS WD, DACEK ST, KITCHAEV DA, et al. Fluorurarea materialelor catodice cu oxid de metal tranzițional în exces de litiu. Advanced Energy Materials, 2018,8(5):1701533.
[5] XIANG XING-DE, ZHANG KAI, CHEN JUN. Progrese recente și perspective ale materialelor catodice pentru bateriile cu ioni de sodiu. Adv. Mater., 2015,27(36):5343-5364.
[6] MA CHAO, ZHAO XIAO-LIN, HARRIS MM, et al. Acidul uric ca compus electrochimic activ pentru bateriile cu ioni de sodiu: mecanisme treptate de stocare Na+-de conjugare π și anion de carbon stabilizat. ACS Applied Materials & Interfaces, 2017,9(39):33934-33940.
[7] LEE DH, XU JING, MENG Y S. Un catod avansat pentru baterii Na-ion cu viteză mare și stabilitate structurală excelentă. Fiz. Chim. Chim. Phys., 2013,15(9):3304-3312.
[8] KUBOTA K, YABUUCHI N, YOSHIDA H, et al. Oxizi stratificati ca materiale pentru electrozi pozitivi pentru bateriile Na-ion. Buletinul MRS, 2014,39(5):416-422.
[9] CLÉMENT RJ, BRUCE PG, GREY C P. Revizuire—oxizi de metale tranziționale de tip P2-pe bază de mangan ca materiale catodice de baterie cu ioni de sodiu. Journal of the Electrochemical Society, 2015,162(14):A2589-A2604.
[10] BERTHELOT R, CARLIER D, DELMAS C. Investigarea electrochimică a diagramei de fază P{2-NaxCoO2. Nat. Mater., 2011,10(1):74-80.
[11] YABUUCHI N, HARA R, KUBOTA K și colab. Un nou material de electrod pentru bateriile reîncărcabile cu sodiu: P2-tip Na2/3[Mg0.28Mn{0.72]O2 cu capacitate reversibilă anormal de mare. J. Mater. Chim. A, 2014,2(40):16851-16855.
[12] MAITRA U, HOUSE RA, SOMERVILLE JW, et al. Chimia redox a oxigenului fără exces de ioni de metale alcaline în Na2/3[Mg0.28Mn{0.72]O2. Nat. Chem., 2018,10(3):288-295.
[13] GUO SHAO-HUA, SUN YANG, YI JIN și colab. Înțelegerea difuziei de ioni de sodiu în oxizii P2 și P3 stratificati prin experimente și calcule ale primelor principii: o punte între structura cristalului și performanța electrochimică. NPG Asia Materials, 2016,8:e266.
[14] JI HUI-WEI, KITCHAEV DA, LUN ZHANG-YAN, et al. Investigarea computațională și realizarea experimentală a catozilor Li-ion dezordonați de mare capacitate bazați pe Ni redox. Chemistry of Materials, 2019,31(7):2431-2442.
[15] LEE J, URBAN A, LI XIN, et al. Deblocarea potențialului oxizilor dezordonați cu cationi pentru bateriile reîncărcabile cu litiu. Science, 2014,343(6170):519-522.
[16] URBAN A, LEE J, CEDER G. Spațiul configurațional al oxizilor de tip rocksalt pentru electrozi de baterie cu litiu de mare capacitate. Advanced Energy Materials, 2014,4(13):1400478.
[17] CHAKRABORTY A, DIXIT M, AURBACH D, et al. Predicția exactă a proprietăților catodice ale materialelor oxidice stratificate folosind funcționalitatea SCAN meta-GGA density. npj Computational Materials, 2018,4:60.
[18] URBAN A, ABDELLAHI A, DACEK S, et al. Originea structurii electronice a tulburării cationilor în oxizi de metale de tranziție. Fiz. Rev. Lett., 2017,119(17):176402.
[19] ASSAT G, TARASCON J M. Înțelegerea fundamentală și provocările practice ale activității redox anionice în bateriile Li-ion. Nature Energy, 2018,3(5):373-386.
[20] YABUUCHI N, NAKAYAMA M, TAKEUCHI M, et al. Originea stabilizării și destabilizarii în reacția redox în stare solidă a ionilor de oxid pentru bateriile litiu-ion. Nat. Commun., 2016,7:13814.
[21] SANNYAL A, AHN Y, JANG J. Studiu de primele principii asupra siligenului bidimensional (2D SiGe) ca material anodic al unei baterii cu ioni de metal alcalin. Computational Materials Science, 2019,165:121-128.
[22] LI HONG, HU YONG-SHENG, PAN HUI-LIN și colab. Progresul cercetării privind structura materialului electrodului bateriei de stocare cu ioni de sodiu la temperatura camerei. Scientia Sinica Chimica, 2014,44(8):1269-1279.
[23] WANG YUE-SHENG, XIAO RUI-JUAN, HU YONG-SHENG, et al. P2-Na0.6[Cr{0.6Ti{0.4]O2 electrod dezordonat cu cationi pentru baterii reîncărcabile simetrice cu ioni de sodiu. Nat. Commun., 2015,6:6954.
[24] WANG QIN-CHAO, MENG JING-KE, YUE XIN-YANG și colab. Reglarea materialului catod structurat P2-prin substituirea Mg-ului de Na pentru bateriile Na-ion. J. Am. Chim. Soc., 2019,141(2):840-848.
[25] MENDIBOURD A, DELMAS C, HAGENMULLER C. Intercalarea electrochimică și deintercalarea bronzurilor NaxMnO2. Academic Press, 1985,57(3):323-331.
[26] SOMERVILLE JW, SOBKOWIAK A, TAPIA-RUIZ N, et al. Natura fazei „Z” în catozii bateriei Na-ion stratificati. Energy & Environmental Science, 2019,12(7):2223-2232.
[27] QU JIE, WANG DONG, YANG ZU-GUANG și colab. Reglarea catodului compozit indusă de variația site-ului de dopaj ionic: un studiu de caz al stratului-tunel Na0.6MnO2 cu dopaj Mg{2+ la locul Na/Mn. ACS Appl. Mater. Interfețe, 2019,11(30):26938-26945.
[28] SATO T, SATO K, ZHAO WEN-WEN, et al. Oxizi de tip săruri minerale metastabili și nanodimensionați dezordonați cu cationi: revizuirea LiMnO2 și NaMnO2 stoichiometrice. Journal of Materials Chemistry A, 2018,6(28):13943-13951.
[29] GUIGNARD M, DELMAS C. Utilizarea unei baterii pentru a sintetiza noi oxizi de vanadiu. Chemistry Select, 2017,2(20):5800-5804.
[30] WANG PENG-FEI, YAO HU-RONG, LIU XIN-YU, , et al. Na+/ dezordinea locurilor libere promite baterii Na-ion de mare viteză. Science Advances, 2018, 4(3): eaar6018.
[31] KIM H, KIM DJ, SEO DH și colab. Studiu inițial al intercalării sodiului și al fazelor intermediare în Na0.44MnO2 pentru baterie cu ioni de sodiu. Chemistry of Materials, 2012,24(6):1205-1211.
[32] LI XIN, MA XIAO-HUA, SU DONG, et al. Vizualizarea directă a efectului Jahn-Teller cuplat cu ordonarea Na în Na5/8MnO2. Nat. Mater., 2014,13(6):586-592.
[33] WANG YOUWEI, WANG JUNKAI, ZHAO XIAOLIN și colab. Reducerea suprapotenţialului de încărcare a bateriilor Li-O2 prin proiectarea catodului de aliniere a benzii. Energy & Environmental Science, 2020,13(8):2540-2548.
[34] ZHENG C, RADHAKRISHNAN B, CHU IH, et al. Efectele amestecării metalelor de tranziție asupra ordonării Na și a cineticii oxizilor P2 stratificati. Revizuirea fizică aplicată, 2017,7(6):064003.
[35] LUN ZHENG-YAN, OUYANG B, CAI ZI-JIAN, et al. Principii de proiectare pentru catozi de sare rocă dezordonați cationi pe bază de Mn de mare capacitate. Chem, 2020,6(1):153-168.
[36] SEO DH, LEE J, URBAN A, et al. Originea structurală și chimică a activității redox a oxigenului în materialele catodice în exces de Li stratificate și dezordonate cu cationi. Nat. Chem., 2016,8(7):692-697.
[37] BAI QIANG, YANG LU-FENG, CHEN HAI-LONG și colab. Studii computaționale ale materialelor electrozilor din bateriile cu ioni de sodiu. Advanced Energy Materials, 2018,8(17):1702998.
