P{{0}}Nax[Mg0,33Mn0,67]O2-nátrium-ion akkumulátor pozitív elektródaanyagának elektrokémiai aktivitása
Szerző:ZHANG Xiaojun1, LI Jiale1,2, QIU Wujie2,3, YANG Miaosen1, LIU Jianjun2,3,4
1. Jilin tartomány tudományos-technológiai központja a tiszta átalakítással és a biomassza nagy értékű hasznosításával, Northeast Electric Power University, Jilin 132012, Kína
2. State Key Laboratory of High Performance Ceramics and Superfine Microstructure, Shanghai Institute of Ceramics, Kínai Tudományos Akadémia, Sanghaj 200050, Kína
3. Anyagtudományi és Optoelektronikai Mérnöki Központ, Kínai Tudományos Akadémia Egyeteme, Peking 100049, Kína
4. Kémiai és Anyagtudományi Iskola, Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Sciences Academy, Hangzhou 310024, Kína
Absztrakt
Az alacsony költség és a nyersanyagok széles körű elosztásának előnyei miatt a nátrium-ion akkumulátorok a legjobb alternatív anyagok a lítium-ion akkumulátor katódanyagaihoz. A réteges szerkezetű NaMnO2 P2-fázisban az átmeneti fémréteg bináris szilárd oldata hatékonyan javíthatja az elektródaanyag elektrokémiai teljesítményét. Ebben a tanulmányban a Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 szerkezeti modelljét Mg-ion szilárd oldattal Coulombic modell segítségével állítottuk össze. Az első elvű számítások azt mutatták, hogy a Nax[Mg{{10}}.33Mn0.67]O2 kisülési feszültsége elérte a 3.0 V-ot kisebb nátriumion-tartalom mellett. mint {{20}}.67. Az állapotok elektronsűrűsége és a töltéspopuláció analízise azt mutatta, hogy a szilárd magnézium-oldat motiválta a rácsoxigén anionos elektrokémiai aktivitását a Nax[Mg0,33Mn0,67]O2 P2-fázisban, ami átalakította az elektrokémiai reakciómechanizmust. rendszer a kationos és anionos szinergikus redox reakciótól a reverzibilis anionos redox reakcióig. Ez az átalakítás új módszert kínál a Na-ion akkumulátorok elektródaanyagainak tervezésére, valamint új megközelítést más ion akkumulátorok optimalizálására és feltárására.
Kulcsszavak:nátrium-ion akkumulátor; elektrokémiai aktivitás ; első elv ; alkálifém dopping
A TOB NEW ENERGY teljes készletet biztosítakkumulátor anyagok, akkumulátoros gép, akkumulátor gyártósoros megoldásés akkumulátortechnológia szilárdtest akkumulátorokhoz, nátrium-ion akkumulátorokhoz és lítium-ion akkumulátorokhoz.
Az elmúlt években az olyan új energiaágazatok piacra dobásával, mint a szélenergia és a napenergia, az emberek magasabb követelményeket támasztanak a nagyszabású energiatárolási technológiákkal szemben[1,2]. Az energiatároló anyagok kutatásában az elektródaanyagok elektrokémiai aktivitása és szerkezeti stabilitása áll a kutatások egyik fókuszában[3,4]. A jelenleg ismert különféle energiatároló rendszerek közül a lítium-ion akkumulátorok viszonylag érettek és széles körben használatosak. Az olyan problémák azonban, mint a lítiumforrások egyenlőtlen eloszlása és a lítium-visszanyerési technológia nehézségei, komolyan korlátozták a lítium-ion akkumulátorok széles körű alkalmazását[5, 6, 7]. A lítiummal azonos családba tartozó nátrium a bőséges nyersanyag, az alacsony költség és a széles elterjedés jellemzői. Ugyanakkor a nátrium-ion akkumulátorok a lítium-ion akkumulátorokhoz hasonló fizikai és kémiai tulajdonságokkal és elektrokémiai reakciómechanizmussal rendelkeznek. Ezért a nátrium-ion akkumulátorok az egyik legígéretesebb alternatív anyagok[8,9].
Berthelot és munkatársai[10] azt találták, hogy az egyetlen átmenetifémet (TM) tartalmazó NaTMO2 rétegű oxidban a nátriumionok és a szabad helyek a tiszta nátriumrétegben vannak rendezve, ami sok feszültségplatformot eredményez az ilyen típusú oxidok számára a kisülési folyamat során. . Ez a fajlagos kapacitás gyors csökkenését és a ciklusteljesítmény jelentős csökkenését eredményezi, így az ilyen típusú oxidok energiaátalakítási hatékonysága alacsony. Az átmenetifém rétegbe szilárd oldatelemeket vezetnek be, így bináris vagy akár többelemes átmenetifémek vegyes elrendezését alkotják. Az elektróda anyaga nagyszámú rendezetlen töltést tartalmaz, amely hatékonyan elnyomja a fenti feszültségplatformot és javítja az energiaátalakítás hatékonyságát. Yabuuchi és munkatársai[11] Na2CO3-at, (MgCO3)4Mg(OH)2·5H2O-t és MnCO3-at használtak nyersanyagként. Szilárd fázisú reakciót hajtottunk végre 900 fokon 12 órán keresztül, így binárisan rendezetlen P2 fázisú Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2 elektród anyagot kaptunk Mg szilárd oldattal. Azt találták, hogy 10 mA/g áramsűrűség mellett az előkészített P2 fázisú Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2 katódanyag kezdeti fajlagos kapacitása körülbelül 150 mAh/g[11]. Valamivel alacsonyabb, mint a Na2/3MnO2 fajlagos kapacitása (184 mAh/g). Bruce és munkatársai[12] azt találták, hogy bár a Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2 P2 fázisban a rácsos oxigén elektrokémiai reakciója zajlott, oxigén kicsapódást nem figyeltek meg. Ez azt mutatja, hogy a Mg bevezetése javítja az anyag ciklus-reverzibilitását és reverzibilis fajlagos kapacitását. A töltési és kisütési folyamat során azonban még mindig nem tisztázott a rácsos oxigén mikroszkopikus elektrokémiai reakciómechanizmusa ebben a rendszerben, és az sem tisztázott, hogy a Mg szilárd oldata milyen mechanizmussal javítja a rendszer stabilitását.
Ezért ez a munka a P2 fázisú Nax[Mg{1}}.33Mn0.67]O2-t veszi kutatási tárgynak, és a sűrűségfunkcionális elmélet (DFT) első elvű számítási módszerét alkalmazza. Szisztematikus vizsgálatot végeztünk a Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 katódanyag kisülési teljesítményének elektrokémiai aktivitására és szerkezeti stabilitására szilárd Mg-ion oldattal. Az elektród anyagok mikroszkópos mechanizmusának tisztázása érdekében az elektrokémiai reakciókban az elektronok és atomok mikroskáláján, referenciaként szolgál majd az elektrokémiai folyamatok megértéséhez és új anyagok tervezéséhez.
1 Számítási módszer
Ebben a munkában a számítások a sűrűségfunkcionális elmélet VASP síkhullám alapú szoftvercsomagján[13,14] alapulnak. Az additív síkhullám módszert alkalmazzák[15], a cserekorrelációs függvény pedig az általánosított gradiens közelítés (GGA) Perdew-Burker-Ernzerhof[13,16] formájában. Az U Hubbard paramétert a Mn d elektronjainak korrigálására vezettük be, és az effektív U érték 3,9 eV[17,18]. Az alsó sík hullám vágási energiája 600 eV. Amikor az ionrelaxáció befejeződött, az összes atomra ható erők kisebbek, mint 0,1 eV·nm-1. A kristályszerkezet optimalizálásakor 3×3×1 (72 atom) szupercella szerkezetet használunk, a rácsállandó 0,874 nm×0,874 nm×1,056 nm, és a k- A Brillouin-zóna pontrácsa 3×3×3[19]. A Phonopy szoftvercsomagban a rácsos rezgésspektrum kiszámításához a fagyasztott fonon módszert alkalmaztuk. A periodikus peremfeltételek befolyásának elkerülése érdekében a P2 fázis NaMnO2 és Na[Mg0.33Mn0.67]O2 erőállandóit és fononspektrumát 3×3×1 szupercella szerkezettel számítottam ki. A ponttöltésű Coulomb-modellt a desódium-szerkezet ionok foglalásának gyors kiszámítására használják, a legalacsonyabb Coulomb-energiával rendelkező Na-elfoglaltsági konfigurációt pedig a pontosabb első elvek számításaihoz[20]. Az elektróda anyagának kisülési feszültsége a következőképpen fejezhető ki[20]:
$V=-\frac{G(\text{N}{{\text{a}}_{{{x}_{2}}}}\text{M }{{\text{O}}_{2}})-G(\text{N}{{\text{a}}_{{{x}_ {1}}}}\text{M}{{\text{O}}_{2}})-({{x}_{2}}-{{x}{ {16}}{1}})G(\text{Na})}{({{x}_{2}}-{{x}_{1}}){{ e}^{-}}}$
Ahol G a megfelelő rendszer teljes energiája, és e- az elem töltése[21].
2 Eredmények és megbeszélés
2.1 Mikroszerkezeti jellemzők és szerkezeti stabilitás
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, a Mg, a Na és a Mn a kationok rendezetlen elrendezését alkotják. Amint az 1(A) ábrán látható, a rács oxigén halmozási módja ABBA..., Mg és Mn az oktaéderes helyeket foglalja el az oxigén AB rétegek között, a Na pedig az oxigén AA és BB rétegek közötti háromszög prizma helyeket[ 25,26]. Amint az 1(B) ábrán látható, a Mg és Mn méhsejtszerű elrendezése van az átmeneti fémrétegben[27], ami hasonló a Li és Mn elrendezéséhez a lítiumban gazdag vegyületekben[28]. A [MgO6] oktaéder 6 [MnO6] oktaéderrel van elrendezve, amelyek élei osztoznak [29,30]. A Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2 szerkezet alkálifémrétegében két rácshely található a nátriumionok számára. Az egyik úgy van elrendezve, hogy a [MgO6] vagy [MnO6] oktaéderek felső és alsó rétegei közös élekkel rendelkeznek. A másik egy síkban helyezkedik el a [MgO6] vagy [MnO6] oktaéderek felső és alsó rétegeivel.
1. ábra P2-Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2 sematikus diagramja
Az eltérő nátriumion tartalmú szerkezetekben a nátriumionokra az átmenetifém rétegben a Mn és Mg, az alkálifém rétegben a Na ionok Coulomb-kölcsönhatása hat, két eltérő elfoglalási módot mutatva. Ezért ez a munka először a Coulomb-modellt használja a P2 fázis Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2 konfigurációjának gyors kiszűrésére a legalacsonyabb Coulomb-energiával. A racionalitás igazolására kiszámoltuk és szimuláltuk ezen szűrt konfigurációk XRD mintázatait, és összehasonlítottuk a mért eredményekkel[11]. Az eredmények a 2. ábrán láthatók. A számított (016) és (110) a kísérleti jellemzéshez képest kissé jobbra tolódott, ami főként a kísérleti úton előállított anyagok egyes kristálysíkjaiban amorf és hibás szerkezetek meglétének köszönhető. . A számítási modell felépítése tökéletes kristályszerkezet, így a számítási szimuláció XRD kiszélesedése és csúcsintenzitása és a kísérleti eredmények között van bizonyos eltérés. Ráadásul ebben a két kristálysíkban a Na-ionok elrendeződése található, és a Na-ionok beilleszkedése és leválása egy másik lehetséges oka a megfelelő csúcspozíciók eltolódásának. A fenti hatások figyelembe vétele után a szimulált XRD csúcsformája és intenzitása összhangban van a kísérleti eredményekkel, és a megszerkesztett modell képes reprodukálni a kísérletben található mikrostrukturális információkat, jelezve, hogy az elméletileg szűrt szerkezet viszonylag pontos és megbízható[31,32] ].
2. ábra A Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2 számított és kísérleti XRD mintázatának összehasonlítása
A szilárd magnézium-oldat szerkezeti stabilitásra gyakorolt hatásának tanulmányozása érdekében a P{{0}}NaMnO2 és P{{2} rácsrezgési spektrumának kiszámításához a „fagyasztott fonon módszerrel” kombinált első elveket alkalmaztuk. }Na[Mg0.33Mn{{10}}.67]O2. Amint a 3. ábrán látható, a birtokos hullámnak nincs képzeletbeli frekvenciája a teljes Brillouin zónában, ami azt jelzi, hogy a P2-Na[Mg0.33Mn0.67]O2 dinamikus stabilitású. A két anyag fononspektrumának összehasonlításával azt találták, hogy a Mg adalékolás nem változtatta meg szignifikánsan a rezgési frekvencia tartományt, és csekély hatással volt a rácsrezgésre. A Mg-dal adalékolt szerkezet is jó dinamikus stabilitást mutatott. Ezenkívül Bruce és mtsai. sikeresen elkészítettük a P2 fázisú Na[Mg0.33Mn0.67]O2-t Mg szilárd oldattal, ami tovább bizonyítja, hogy az anyag további termodinamikai stabilitással rendelkezik. Ezért nem nehéz belátni, hogy a P2-Na[Mg0,33Mn0,67]O2 szerkezeti stabilitása jó.
3. ábra (A) NaMnO2 és (B) Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2 fonondiszperziós görbéi
2.2 A P2 fázis Nax[Mg1/3Mn2/3]O2 elektrokémiai tulajdonságainak elemzése
A Mg adalékanyagnak az anyagok elektrokémiai tulajdonságaira gyakorolt hatásának vizsgálata érdekében kiszámítottuk a Mg szilárd oldat szerkezetének kisülési feszültségét P{{0}}Nax[Mg0.33Mn{{7} },67]O2 (4. ábra). A Na-ionok koncentrációtartományát kísérleti úton határozzuk meg, azaz 0.11 Kisebb vagy egyenlő x Kisebb vagy egyenlő, mint 0.66[11]. A 4(A) ábra a szerkezeti a kisülési folyamat során változik, és ennek megfelelő feszültsége (4(B) ábra) elsősorban három platformot foglal magában: 3,4, 2,9 és 2,1 V. Az előre jelzett elméleti kapacitás 152 mAh/g, ami alapvetően összhangban van a kísérleti eredményekkel[11]. . Az első elvek alapján számított kisülési feszültséggörbe valamivel magasabb, mint a tényleges mért eredmény. Ennek fő oka az, hogy az első alapelv-számítás figyelmen kívül hagyja a kísérleti mérési körülmények, például elektrolit, lítium-ion vezetőképesség kísérleti mérési hőmérséklet stb. hatását. Korábbi kutatásaink azt mutatták[33], hogy bár a számított kisülési feszültséggörbe magasabb, mint a kísérletileg mért görbe, az általános változási trend konzisztens. Ezért úgy tekinthetjük, hogy a teljes kisülési folyamat során a Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 feszültsége összhangban van a kísérleti eredményekkel[12,20]. Amikor 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.
4. ábra (A) DFT-vel számított szerkezeti változások és (B) P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 kisülési feszültséggörbéje kisülés közben
Ideális körülmények között a Mg és Mn vegyértékállapota Na2/3[Mg{2}}.33Mn0.67]O2-ban rendre +2 és +4, és nem folytatódhat tovább hogy magasabb vegyértékű állapotokká oxidálódjanak. Ezért a rendszerben nincs kationos elektrokémiai aktivitás, az anyag töltési és kisülési folyamata anionos elektrokémiai reakció. Na0.67MnO2-ban a Mn-ionok kezdeti vegyértékállapota +3.33. A töltési folyamat során az Mn-ionok 0,67 elektront tudnak kifelé vinni, hogy elérjék a stabil +4 vegyértéket. Ekkor az összes Na+ felszabadult, és a rács oxigénje soha nem vett részt az elektrokémiai reakcióban[34]. Ezért a Na0.67MnO2 töltési és kisütési folyamata kationos elektrokémiai reakcióként jelenik meg. Számos tanulmány kimutatta, hogy ha a rács oxigén által elvesztett elektronok száma kisebb, mint 0,33, az anionos elektrokémiai reakció jó reverzibilitású[11-12,28]. Az oxigén anionok túlzott oxidációja (az elveszett elektronok száma nagyobb, mint 0,33) az oxigén elektronkonfigurációja eltér a stabil nyolccsatoló szabálytól, ami visszafordíthatatlan átalakulási reakciót és egy OO kötvény. Ez akár oxigénfejlődéshez és az elektródaszerkezet visszafordíthatatlan feltöltéséhez és kisüléséhez is vezethet [27,35]. Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2-ban, ha a töltésveszteség határállapotát vesszük figyelembe. Ez azt jelenti, hogy amikor a Na-ionok teljesen leválnak, és a Na0[Mg{{40}}.33Mn0.67]O2 szerkezetet alkotják, a Mg és a Mn mindig fenntartja a {{ 45}} és +4 vegyértékek. Az O-anion -1.67 vegyértékre oxidálódik, 0.33 elektront veszít, ami alacsonyabb, mint az irreverzibilis anion elektrokémiai reakció határértéke. Ezért a Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2 teljes töltési reakciójában a rács oxigénjét nem kell térben átszervezni, és az elektrokémiai reakció reverzibilis. A Mg{58}} bevezetése nemcsak a reverzibilis fajlagos kapacitást tartja fenn, hanem a kisülési feszültség növelésével az anyag energiasűrűségét is növeli.
A kisülési folyamat során a Nax[Mg{{0}}.33Mn0,67]O2 anyagban lévő oxigén elektrokémiai aktivitásának bizonyítására kiszámoltuk az állapotok elektronsűrűségét (5. ábra) a kezdeti ill. az anyag végső kisülési szerkezetei. Megállapítást nyert, hogy a kisülési folyamat során a Na-ionok fokozatosan beágyazódtak, a rendszerben lévő összes elektronszám nőtt, és a Fermi-szint magasabb energiaszintre került. Az O2p pályán a lyukak száma fokozatosan csökken, ami azt jelzi, hogy a rendszerbe belépő elektronok a rácsoxigén üres pályáira kerülnek, és a rács oxigénje csökken. Az elektródaanyag kisülési folyamata során a rácsos oxigén részt vesz az anionok elektrokémiai reakciójában. Ekkor szinte nincs változás a Mn-d pályaelektronokban, és nincs töltésátvitel sem, vagyis a Mn vegyértékállapota nem változik a kisülési folyamat során, ami azt bizonyítja, hogy a Mn nem elektrokémiailag aktív[12, 36]. A P2-NaxMnO2 kisülési folyamata során azonban az elektronok továbbra is kitöltik a nagy energiájú Mn és O üres pályákat, ami azt jelzi, hogy mind a Mn, mind az O elektrokémiailag aktív, és tipikus elektrokémiai reakció, amelyben anionok és kationok működnek együtt. .
5. ábra: (A) P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 és (B) P2-NaxMnO2 állapotának elektronsűrűsége különböző Na-ban iontartalom kisütés közben
PDOS: az állapotok tervezett sűrűsége
Következetes következtetés vonható le a töltéspopuláció elemzésével (6. ábra). A Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 kisülési folyamata során a Mn-ionok töltésmennyisége alapvetően nem változik, így nem vesz részt az elektrokémiai reakcióban; a Na-tartalom 0,11-ről 0,66-ra történő növelése során az O-ionok körülbelül 0.2e- . Jelentős töltéstöltés történt, ami anionos elektrokémiai aktivitást mutat[37]. A P2-NaxMnO2 töltéspopuláció-analízise során azt találták, hogy a Na-tartalom növekedésével a Mn és az O együttesen vesz részt az elektrokémiai reakcióban. Ez az eredmény összhangban van az állapotok elektronsűrűségének elemzésével. Bizonyított, hogy a Mg szilárd oldata megváltoztatja a rendszer elektrokémiai reakciómechanizmusát anionos és kationos kooperatív elektrokémiai reakcióból reverzibilis anionos elektrokémiai reakcióvá, és ez a folyamat nem befolyásolja az anyag töltési és kisülési reverzibilitását.
6. ábra (A) Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 és (B) P2-NaxMnO2 töltésanalízise különböző nátriumion-tartalom mellett
3 Következtetés
Ez a tanulmány az első elvek szerinti számításokat használta a Mg2+ szilárd oldat P2 fázisú Nax[Mg1/3Mn2/3]O2 mikroszerkezeti jellemzőinek, kinetikai stabilitásának és elektrokémiai aktivitásának szisztematikus tanulmányozására. A Mg2+ bevezetése megváltoztatja az anyag elektrokémiai reakciótípusát a NaxMnO2 anionos és kationos kooperatív elektrokémiai reakciójából a Nax[Mg{{10}} reverzibilis anionos elektrokémiai reakciójává.33Mn{ {16}}.67]O2. Ha a P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2-ban lévő O-anion részt vesz az elektrokémiai reakcióban, a töltésnövekedés és veszteség tartománya kisebb, mint 0,33, ami jó megfordíthatóság. A Mg2+ bevezetése nemcsak az anyag kisülési feszültségét növeli, hanem az anyag reverzibilis fajlagos kapacitását is fenntartja, végső soron pedig növeli az anyag energiasűrűségét.
A nátriumion-elektróda anyagokban az alkáliföldfémek bevitele az átmenetifém rétegbe kationos szilárd oldatok esetében új anyagteljesítmény-optimalizálási stratégia. Alapvető mechanizmusa az anionok elektrokémiai aktivitásának kiváltása a kationok elektrokémiai aktivitásának feláldozásával, az anyag elektrokémiai reakciómechanizmusának megváltoztatásával, a kisülési feszültség növelésével, végső soron az anyag energiasűrűségének optimalizálásával. Ez a stratégia nemcsak új módszert kínál a nátrium-ion akkumulátorok elektródaanyagainak tervezésére, hanem új ötleteket ad más ion akkumulátorok optimalizálásához és feltárásához is.
Hivatkozások
[1] HU YING-YING, WEN ZHAO-YIN, RUI-KUN et al. A nátrium akkumulátorok legkorszerűbb kutatási és fejlesztési állapota. Energy Storage Science and Technology, 2013,2(2):81-90.
[2] SHEN GUAN-YE, LI CHEN, XU BING-LIANG és társai. Gazdaságos allokáció energiatároló rendszerre, figyelembe véve a szélenergiát. Journal of Northeast Electric Power University, 2018, 38(4):27-34.
[3] MA CHAO, ZHAO XIAO-LIN, KANG LI-TAO és mások. Nem konjugált dikarboxilát anód anyagok elektrokémiai cellákhoz. Angew. Chem. Int. Szerk., 2018, 57(29):8865-8870.
[4] RICHARDS WD, DACEK ST, KITCHAEV DA és társai. Lítium-feleslegben lévő átmenetifém-oxid katód anyagok fluorozása. Advanced Energy Materials, 2018,8(5):1701533.
[5] XIANG XING-DE, ZHANG KAI, CHEN JUN. A nátrium-ion akkumulátorok katódanyagainak legújabb fejlesztései és kilátásai. Adv. Mater., 2015, 27(36):5343-5364.
[6] MA CHAO, ZHAO XIAO-LIN, HARRIS MM és társai. A húgysav, mint elektrokémiailag aktív vegyület nátrium-ion akkumulátorokhoz: a π-konjugáció és a stabilizált szénanion fokozatos Na+-tároló mechanizmusa. ACS Applied Materials & Interfaces, 2017, 9(39):33934-33940.
[7] LEE DH, XU JING, MENG Y S. Fejlett katód Na-ion akkumulátorokhoz, nagy sebességgel és kiváló szerkezeti stabilitással. Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15(9):3304-3312.
[8] KUBOTA K, YABUUCHI N, YOSHIDA H és társai. Réteges oxidok, mint pozitív elektródák a Na-ion akkumulátorokhoz. MRS Bulletin, 2014, 39(5):416-422.
[9] CLÉMENT RJ, BRUCE PG, GREY C P. Áttekintés – mangán alapú P2- típusú átmenetifém-oxidok, mint nátrium-ion akkumulátor katód anyagok. Journal of the Electrochemical Society, 2015, 162(14):A2589-A2604.
[10] BERTHELOT R, CARLIER D, DELMAS C. A P2-NaxCoO2 fázisdiagram elektrokémiai vizsgálata. Nat. Mater., 2011, 10(1):74-80.
[11] YABUUCHI N, HARA R, KUBOTA K et al. Új elektródaanyag újratölthető nátrium-akkumulátorokhoz: P2-típusú Na2/3[Mg0.28Mn0.72]O2 rendellenesen nagy reverzibilis kapacitással. J. Mater. Chem. A, 2014, 2(40):16851-16855.
[12] MAITRA U, HOUSE RA, SOMERVILLE JW, et al. Oxigén redox kémia felesleges alkálifém ionok nélkül Na2/3-ban[Mg0.28Mn0.72]O2. Nat. Chem., 2018, 10(3):288-295.
[13] GUO SHAO-HUA, SUN YANG, YI JIN és társai. A nátrium-ion diffúzió megértése réteges P2 és P3 oxidokban kísérletekkel és az első elvek számításaival: híd a kristályszerkezet és az elektrokémiai teljesítmény között. NPG Asia Materials, 2016,8:e266.
[14] JI HUI-WEI, KITCHAEV DA, LUN ZHANG-YAN és társai. Ni-redox alapú rendezetlen, nagy kapacitású Li-ion katódok számítási vizsgálata és kísérleti megvalósítása. Anyagkémia, 2019, 31(7):2431-2442.
[15] LEE J, URBAN A, LI XIN et al. A kation-rendellenes oxidok potenciáljának felszabadítása az újratölthető lítium akkumulátorok számára. Science, 2014, 343(6170):519-522.
[16] URBAN A, LEE J, CEDER G. A kősó típusú oxidok konfigurációs tere nagy kapacitású lítium akkumulátor elektródákhoz. Advanced Energy Materials, 2014,4(13):1400478.
[17] CHAKRABORTY A, DIXIT M, AURBACH D és mások. Réteges oxid anyagok pontos katód tulajdonságainak előrejelzése a SCAN meta-GGA sűrűségfüggvény segítségével. npj Számítási anyagok, 2018,4:60.
[18] URBAN A, ABDELLAHI A, DACEK S et al. Az átmenetifém-oxidok kationzavarának elektronszerkezeti eredete. Phys. Rev. Lett., 2017,119(17):176402.
[19] ASSAT G, TARASCON J M. Az anionos redox aktivitás alapvető megértése és gyakorlati kihívásai Li-ion akkumulátorokban. Nature Energy, 2018, 3(5):373-386.
[20] YABUUCHI N, NAKAYAMA M, TAKEUCHI M és társai. A stabilizálás és destabilizáció eredete lítium-ion akkumulátorok oxidionjainak szilárdtest-redox reakciójában. Nat. kommun., 2016, 7:13814.
[21] SANNYAL A, AHN Y, JANG J. A kétdimenziós sziligén (2D SiGe) mint alkálifém-ion akkumulátor anódanyagának első alapelvei. Számítógépes anyagtudomány, 2019, 165:121-128.
[22] LI HONG, HU YONG-SHENG, PAN HUI-LIN stb. A szobahőmérsékletű nátriumion tároló akkumulátor elektróda anyagszerkezetének kutatásában elért eredmények. Scientia Sinica Chimica, 2014, 44(8):1269-1279.
[23] WANG YUE-SHENG, XIAO RUI-JUAN, HU YONG-SHENG és mások. P2-Na0.6[Cr0.6Ti0.4]O2 kation-rendellenes elektróda nagy sebességű szimmetrikus újratölthető nátrium-ion akkumulátorokhoz. Nat. Commun., 2015, 6:6954.
[24] WANG QIN-CHAO, MENG JING-KE, YUE XIN-YANG stb. P2-strukturált katódanyag hangolása Na-ion akkumulátorok Na-site Mg helyettesítésével. J. Am. Chem. Soc., 2019, 141(2):840-848.
[25] MENDIBOURD A, DELMAS C, HAGENMULLER C. NaxMnO2 bronzok elektrokémiai interkalációja és deinterkalációja. Academic Press, 1985, 57(3):323-331.
[26] SOMERVILLE JW, SOBKOWIAK A, TAPIA-RUIZ N, et al. A réteges Na-ion akkumulátorkatódok „Z” fázisának jellege. Energy & Environmental Science, 2019, 12(7):2223-2232.
[27] QU JIE, WANG DONG, YANG ZU-GUANG stb. Ion-adagolás-helyszín-változás által kiváltott kompozit katódbeállítás: Na{7}}.6MnO2 réteg-alagút esettanulmánya Mg2+ adalékkal a Na/Mn helyen. ACS Appl. Mater. Interfészek, 2019, 11(30):26938-26945.
[28] SATO T, SATO K, ZHAO WEN-WEN és társai. Metastabil és nanoméretű kation-rendeződésű kősó típusú oxidok: sztöchiometrikus LiMnO2 és NaMnO2 felülvizsgálata. Journal of Materials Chemistry A, 2018, 6(28):13943-13951.
[29] GUIGNARD M, DELMAS C. Akkumulátor használata új vanádium-oxidok szintetizálására. Chemistry Select, 2017, 2(20):5800-5804.
[30] WANG PENG-FEI, YAO HU-RONG, LIU XIN-YU, stb. A Na+/ üresedési zavar nagy teljesítményű Na-ion akkumulátorokat ígér. Science Advances, 2018, 4(3): eaar6018.
[31] KIM H, KIM DJ, SEO DH stb. Ab initio tanulmány a nátrium interkalációjáról és közbenső fázisairól Na0.44MnO2-ban nátrium-ion akkumulátorhoz. Chemistry of Materials, 2012, 24(6):1205-1211.
[32] LI XIN, MA XIAO-HUA, SU DONG és mások. A Jahn-Teller effektus közvetlen vizualizálása Na5/8MnO2-ben való Na rendeződéshez kapcsolva. Nat. Mater., 2014, 13(6):586-592.
[33] WANG YOUWEI, WANG JUNKAI, ZHAO XIAOLIN és mások. A Li-O2 akkumulátorok töltési túlpotenciáljának csökkentése a sávelrendezésű katód kialakítással. Energy & Environmental Science, 2020, 13(8):2540-2548.
[34] ZHENG C, RADHAKRISHNAN B, CHU IH és társai. Az átmenetifém-keverés hatásai a Na rendeződésre és a beágyazott P2-oxidok kinetikájára. Physical Review Applied, 2017,7(6):064003.
[35] LUN ZHENG-YAN, OUYANG B, CAI ZI-JIAN és társai. A nagy kapacitású Mn-alapú kation-rendellenes kősókatódok tervezési elvei. Chem, 2020, 6(1):153-168.
[36] SEO DH, LEE J, URBAN A et al. Az oxigén-redox aktivitás szerkezeti és kémiai eredete réteges és kationos zavaros Li-felesleg katód anyagokban. Nat. Chem., 2016, 8(7):692-697.
[37] BAI QIANG, YANG LU-FENG, CHEN HAI-LONG stb. Elektródaanyagok számítási vizsgálata nátrium-ion akkumulátorokban. Advanced Energy Materials, 2018,8(17):1702998.
