Elektrohemijska aktivnost materijala pozitivne elektrode P{{0}}Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 natrijum jonske baterije
Autor:ZHANG Xiaojun1, LI Jiale1,2, QIU Wujie2,3, YANG Miaosen1, LIU Jianjun2,3,4
1. Naučno-tehnološki centar provincije Jilin za čistu konverziju i visokovrijedno korištenje biomase, Northeast Electric Power University, Jilin 132012, Kina
2. Državna ključna laboratorija za keramiku visokih performansi i superfinu mikrostrukturu, Šangajski institut za keramiku, Kineska akademija nauka, Šangaj 200050, Kina
3. Centar za nauku o materijalima i optoelektroniku, Univerzitet Kineske akademije nauka, Peking 100049, Kina
4. Škola za hemiju i nauku o materijalima, Hangzhou Institute for Advanced Study, Univerzitet Kineske akademije nauka, Hangzhou 310024, Kina
Abstract
Uz prednosti niske cijene i široke distribucije sirovina, natrijum-jonske baterije se smatraju najboljim alternativnim materijalima za katodne materijale litijum-jonskih baterija. U P2-fazi NaMnO2 sa slojevitom strukturom, binarni čvrsti rastvor sloja prelaznog metala može efikasno poboljšati elektrohemijske performanse materijala elektrode. U ovoj studiji, strukturni model Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 sa čvrstim rastvorom jona Mg konstruisan je korišćenjem Kulombovog modela. Proračuni po prvim principima otkrili su da je napon pražnjenja Nax[Mg{{1{12}}}}.33Mn0.67]O2 dostigao 3.0 V pri sadržaju natrijum jona manjem nego {{20}}.67. Analiza elektronske gustine stanja i populacije naelektrisanja pokazala je da čvrsti rastvor Mg motiviše anjonsku elektrohemijsku aktivnost rešetkastog kiseonika u P2-fazi Nax[Mg0.33Mn0.67]O2, što je transformisalo mehanizam elektrohemijske reakcije sistem od kationske i anjonske sinergijske redoks reakcije do reverzibilne anjonske redoks reakcije. Ova transformacija pruža novu metodu za dizajn elektrodnih materijala za Na ionske baterije, kao i novi pristup za optimizaciju i istraživanje drugih jonskih baterija.
Ključne riječi:natrijum jonska baterija; elektrohemijska aktivnost; prvi princip; doping alkalnih metala
TOB NEW ENERGY pruža pun setmaterijali za baterije, baterija mašina, rješenje proizvodne linije baterijai tehnologija baterija za proizvodnju čvrstih baterija, natrijum-jonskih baterija i litijum-jonskih baterija.
Posljednjih godina, s marketizacijom novih energetskih industrija kao što su energija vjetra i solarna energija, ljudi su postavili veće zahtjeve za tehnologiju skladištenja energije velikih razmjera[1,2]. U istraživanju materijala za skladištenje energije, elektrohemijska aktivnost i strukturna stabilnost elektrodnih materijala jedan su od fokusa istraživanja[3,4]. Među različitim trenutno poznatim sistemima za skladištenje energije, materijali litijum-jonskih baterija su relativno zreli i široko se koriste. Međutim, problemi kao što su neravnomjerna distribucija resursa litijuma i teškoća tehnologije povrata litijuma ozbiljno su ograničili široku primjenu litijum-jonskih baterija [5, 6, 7]. Natrijum, koji je u istoj porodici kao i litijum, ima karakteristike bogatih sirovina, niske cene i široke distribucije. Istovremeno, natrijum-jonske baterije imaju slična fizička i hemijska svojstva i mehanizme elektrohemijske reakcije kao i litijum-jonske baterije. Stoga su natrijum-jonske baterije jedan od najperspektivnijih alternativnih materijala[8,9].
Berthelot i saradnici [10] su otkrili da su u slojevitom oksidu NaTMO2 koji sadrži jedan prelazni metal (TM), joni natrijuma i slobodna mjesta poređani u čistom sloju natrijuma, što rezultira mnogim naponskim platformama za ovu vrstu oksida tokom procesa pražnjenja. . Ovo rezultira brzim opadanjem specifičnog kapaciteta i značajnim smanjenjem performansi ciklusa, tako da je efikasnost konverzije energije ove vrste oksida niska. Elementi čvrstog rastvora se uvode u sloj prelaznog metala da formiraju mešoviti raspored binarnih ili čak višeelementnih prelaznih metala. Materijal elektrode sadrži veliki broj neuređenih naelektrisanja, koji mogu efikasno potisnuti gornju naponsku platformu i poboljšati efikasnost konverzije energije. Yabuuchi et al.[11] koristili su Na2CO3, (MgCO3)4Mg(OH)2·5H2O i MnCO3 kao sirovine. Reakcija u čvrstom stanju je izvedena na 900 stepeni tokom 12 sati da bi se dobio binarno neuređeni materijal elektrode P2 faze Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2 sa čvrstim rastvorom Mg. Otkrili su da je pri gustoći struje od 10 mA/g početni specifični kapacitet pripremljenog materijala katodnog materijala P2 faze Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2 bio približno 150 mAh/g[11]. Nešto niži od specifičnog kapaciteta Na2/3MnO2 (184 mAh/g). Bruce i saradnici [12] su otkrili da iako je postojala elektrohemijska reakcija rešetkastog kiseonika u P2 fazi Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2, nije primećena precipitacija kiseonika. To pokazuje da uvođenje Mg poboljšava reverzibilnost ciklusa i reverzibilni specifični kapacitet materijala. Međutim, tokom procesa punjenja i pražnjenja, mehanizam mikroskopske elektrohemijske reakcije rešetkastog kiseonika u ovom sistemu je još uvek nejasan, a nejasan je i mehanizam kojim čvrsti rastvor Mg poboljšava stabilnost sistema.
Stoga, ovaj rad uzima P2 fazu Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 kao objekt istraživanja i usvaja metodu proračuna prvog principa teorije funkcionalne gustine (DFT). Provedeno je sistematsko istraživanje elektrohemijske aktivnosti i strukturne stabilnosti performansi pražnjenja Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 katodnog materijala sa čvrstim rastvorom Mg jona. Da bi se razjasnio mikroskopski mehanizam elektrodnih materijala u elektrohemijskim reakcijama na mikroskali elektrona i atoma, pružiće referencu za razumevanje elektrohemijskih procesa i dizajna novih materijala.
1 Metoda izračunavanja
Proračuni u ovom radu zasnovani su na softverskom paketu VASP [13,14] zasnovanom na ravnim talasima teorije funkcionalne gustine. Korištena je aditivna metoda ravnih valova [15], a funkcionalna korelacija razmjene je generalizirana aproksimacija gradijenta (GGA) u obliku Perdew-Burker-Ernzerhofa[13,16]. Habardov parametar U je uveden da bi se korigovali d elektroni Mn, a efektivna vrednost U je 3,9 eV[17,18]. Energija preseka donjeg ravnog talasa je 600 eV. Kada je relaksacija jona završena, sile na sve atome su manje od 0.1 eV·nm-1. Prilikom optimizacije kristalne strukture koristi se superćelijska struktura 3×3×1 (72 atoma), konstanta rešetke je 0.874 nm×0.874 nm×1.056 nm, a k- tačka mreže Brillouin zone je 3×3× 3[19]. Za izračunavanje spektra vibracija rešetke u softverskom paketu Phonopy korištena je metoda zamrznutog fonona. Kako bi se izbjegao utjecaj periodičnih graničnih uvjeta, 3×3×1 superćelijska struktura je korištena za izračunavanje konstanti sile i fononskih spektra P2 faze NaMnO2 i Na[Mg0.33Mn0.67]O2. Kulonov model tačkastog naboja koristi se za brzo izračunavanje ionske okupacije denatijumove strukture, a konfiguracija Na okupacije sa najnižom Kulonovom energijom je odabrana za preciznije proračune prvog principa[20]. Napon pražnjenja materijala elektrode može se izraziti kao [20]:
$V=-\frac{G(\text{N}{{\text{a}}_{{{x}_{2}}}}\text{M {{\text{O}}_{2}})-G(\text{N}{{\text{a}}_{{{x}_ {1}}}}\text{M}{{\text{O}}_{2}})-({{x}_{2}}-{{x}{ {16}}{1}})G(\text{Na})}{({{x}_{2}}-{{x}_{1}}){{ e}^{-}}}$
Gdje je G ukupna energija odgovarajućeg sistema, a e- naboj elementa[21].
2 Rezultati i diskusija
2.1 Mikrostrukturne karakteristike i strukturna stabilnost
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 i Mn će formirati neuređeni raspored katjona. Kao što je prikazano na slici 1(A), način slaganja kisika rešetke je ABBA..., Mg i Mn zauzimaju oktaedarska mjesta između slojeva kisika AB, a Na zauzima mjesta trokutaste prizme između slojeva kisika AA i BB[ 25,26]. Kao što je prikazano na slici 1(B), postoji saćasti raspored Mg i Mn u sloju prelaznog metala[27], koji je sličan rasporedu između Li i Mn u jedinjenjima bogatim litijumom[28]. Oktaedar [MgO6] je raspoređen sa 6 [MnO6] oktaedara koji dijele ivice[29,30]. U sloju alkalnog metala strukture Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2, postoje dva mjesta rešetke za jone natrijuma. Jedan je raspoređen tako da gornji i donji sloj oktaedara [MgO6] ili [MnO6] dijele ivice. Drugi je komplanarno raspoređen sa gornjim i donjim slojevima [MgO6] ili [MnO6] oktaedra.
Slika 1 Šematski dijagram P2-Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2
U strukturama sa različitim sadržajem jona natrijuma, na natrijumove ione utiče Kulonova interakcija između Mn i Mg u sloju prelaznog metala i Na iona u sloju alkalnog metala, pokazujući dva različita načina zauzimanja. Stoga, ovaj rad prvo koristi Coulomb model za brzo odstranjivanje P2 faze Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2 konfiguracije sa najnižom Kulonovom energijom. Kako bismo potvrdili racionalnost, izračunali smo i simulirali XRD obrasce ovih ekraniziranih konfiguracija i uporedili ih s izmjerenim rezultatima[11]. Rezultati su prikazani na slici 2. Izračunati (016) i (110) su blago pomaknuti udesno u odnosu na eksperimentalnu karakterizaciju, što je uglavnom zbog postojanja amorfnih i defektnih struktura u nekim kristalnim ravnima eksperimentalno pripremljenih materijala. . Struktura računskog modela je savršena kristalna struktura, tako da postoji određeno odstupanje između XRD proširenja i vršnog intenziteta računske simulacije i eksperimentalnih rezultata. Osim toga, postoji raspored Na jona u ove dvije kristalne ravni, a umetanje i odvajanje Na jona je još jedan mogući razlog za pomjeranje odgovarajućih položaja pikova. Nakon razmatranja gornjih efekata, oblik vrha i intenzitet simuliranog XRD-a su u skladu s eksperimentalnim rezultatima, a konstruirani model može reproducirati mikrostrukturne informacije u eksperimentu, što ukazuje da je teorijski pregledana struktura relativno precizna i pouzdana[31,32 ].
Slika 2 Poređenje izračunatih i eksperimentalnih XRD uzoraka Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2
U cilju proučavanja uticaja čvrstog rastvora Mg na stabilnost strukture, koristili smo prve principe u kombinaciji sa "metodom smrznutih fonona" za izračunavanje spektra vibracija rešetke P{{0}}NaMnO2 i P{{2} }Na[Mg0.33Mn{{10}}.67]O2. Kao što je prikazano na slici 3, posjednički talas nema zamišljenu frekvenciju u cijeloj Brillouinovoj zoni, što ukazuje da P2-Na[Mg0.33Mn0.67]O2 ima dinamičku stabilnost. Poređenjem spektra fonona dva materijala, otkriveno je da dopiranje Mg nije značajno promijenilo opseg frekvencije vibracija i ima mali utjecaj na vibracije rešetke. Struktura dopirana Mg također je pokazala dobru dinamičku stabilnost. Pored toga, Bruce et al. uspješno pripremljena P2 faza Na[Mg0.33Mn0.67]O2 sa Mg čvrstim rastvorom, što je dodatno pokazalo da materijal ima dodatnu termodinamičku stabilnost. Stoga nije teško vidjeti da P2-Na[Mg0.33Mn0.67]O2 ima dobru strukturnu stabilnost.
Slika 3 Krive disperzije fonona (A) NaMnO2 i (B) Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2
2.2 Analiza elektrohemijskih svojstava P2 faze Nax[Mg1/3Mn2/3]O2
U cilju proučavanja uticaja dopinga Mg na elektrohemijska svojstva materijala, izračunali smo napon pražnjenja strukture čvrstog rastvora Mg P{{0}}Nax[Mg0.33Mn{{7} }.67]O2 (Slika 4). Opseg koncentracije Na jona je određen eksperimentalno, tj. 0.11 Manje ili jednako x Manje ili jednako 0.66[11].Slika 4(A) prikazuje strukturnu promjene tokom procesa pražnjenja, a njegov odgovarajući napon (slika 4(B)) uglavnom uključuje tri platforme: 3,4, 2,9 i 2,1 V. Predviđeni teoretski kapacitet je 152 mAh/g, što je u osnovi u skladu s eksperimentalnim rezultatima[11] . Kriva napona pražnjenja izračunata iz prvih principa je nešto viša od stvarnog izmjerenog rezultata. Glavni razlog je to što proračun prvog principa zanemaruje utjecaj eksperimentalnih uvjeta mjerenja, kao što su temperatura eksperimentalnog mjerenja elektrolita, litijum-jonske provodljivosti, itd. Naše prethodno istraživanje je pokazalo[33] da iako je izračunata kriva napona pražnjenja viša od eksperimentalno izmjerene krivulje, ukupni trend promjene je dosljedan. Stoga se može smatrati da je tokom cijelog procesa pražnjenja napon Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 u skladu sa eksperimentalnim rezultatima[12,20]. Kada je 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.
Slika 4 (A) DFT izračunate strukturne promjene i (B) kriva napona pražnjenja P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 tokom pražnjenja
U idealnim okolnostima, valentna stanja Mg i Mn u Na2/3[Mg0.33Mn0.67]O2 su +2 i +4 respektivno i ne mogu se nastaviti da se oksidiraju do viših valentnih stanja. Dakle, u sistemu nema elektrohemijske aktivnosti katjona, a proces punjenja i pražnjenja materijala je anjonska elektrohemijska reakcija. U Na0.67MnO2, početno valentno stanje Mn jona je +3.33. Tokom procesa punjenja, joni Mn mogu prenijeti 0.67 elektrona prema van kako bi postigli stabilnu valencu od +4. U ovom trenutku, sav Na+ je oslobođen, a kisik rešetke nikada nije učestvovao u elektrohemijskoj reakciji[34]. Stoga se proces punjenja i pražnjenja Na0.67MnO2 pojavljuje kao kationska elektrohemijska reakcija. Mnoga istraživanja su pokazala da kada je broj elektrona izgubljenih kiseonikom u rešetki manji od 0.33, anjonska elektrohemijska reakcija ima dobru reverzibilnost[11-12,28]. Prekomjerna oksidacija anjona kisika (broj izgubljenih elektrona je veći od 0.33) uzrokuje odstupanje elektronske konfiguracije kisika od pravila stabilnog osam spojnica, što rezultira ireverzibilnom reakcijom transformacije i formiranjem OO obveznica. To čak može dovesti do evolucije kisika i ireverzibilnog punjenja i pražnjenja strukture elektrode[27,35]. U Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2, ako se uzme u obzir granično stanje gubitka punjenja. To jest, kada se ioni Na potpuno odvoje da formiraju Na0[Mg{{4{42}}}}.33Mn0.67]O2 strukturu, Mg i Mn uvijek održavaju {{ 45}} i +4 valencije. O anion se oksidira do -1.67 valencije, gubeći 0.33 elektrona, što je niže od granice ireverzibilne elektrohemijske reakcije anjona. Stoga, u cjelokupnoj reakciji punjenja Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2, kisik rešetke ne mora biti prostorno reorganiziran, a elektrohemijska reakcija je reverzibilna. Uvođenje Mg2+ ne samo da održava reverzibilni specifični kapacitet, već i povećava gustinu energije materijala povećanjem napona pražnjenja.
Da bismo dokazali elektrohemijsku aktivnost kiseonika u materijalu Nax[Mg{{0}}.33Mn0.67]O2 tokom procesa pražnjenja, izračunali smo elektronsku gustinu stanja (slika 5) za početno i konačne strukture ispuštanja materijala. Utvrđeno je da su tokom procesa pražnjenja ioni Na postepeno ugrađivani, ukupan broj elektrona u sistemu se povećavao, a nivo Fermija je prešao na viši energetski nivo. Broj rupa u O2p orbiti se postepeno smanjuje, što ukazuje da se elektroni koji ulaze u sistem prenose na prazne orbite kisika rešetke, a kisik rešetke se smanjuje. Tokom procesa pražnjenja materijala elektrode, kisik rešetke učestvuje u elektrohemijskoj reakciji anjona. U ovom trenutku gotovo da nema promjene u Mn-d orbitalnim elektronima, a nema ni prijenosa naboja, odnosno valentno stanje Mn se ne mijenja tokom procesa pražnjenja, što dokazuje da Mn nije elektrohemijski aktivan[12, 36]. Međutim, tokom procesa pražnjenja P2-NaxMnO2, elektroni nastavljaju da ispunjavaju visokoenergetske prazne orbitale Mn i O, što ukazuje da su i Mn i O elektrohemijski aktivni i da su tipična elektrohemijska reakcija u kojoj anjoni i kationi sarađuju .
Slika 5 Elektronska gustina stanja (A) P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 i (B) P2-NaxMnO2 pod različitim Na sadržaj jona tokom pražnjenja
PDOS: projektovana gustina stanja
Konzistentan zaključak se može izvući analizom populacije naboja (Slika 6). Tokom procesa pražnjenja Nax[Mg0.33Mn0.67]O2, količina naelektrisanja Mn jona se u osnovi ne mijenja, tako da ne učestvuje u elektrohemijskoj reakciji; u procesu povećanja sadržaja Na od 0.11 do 0.66, O joni su dobili oko 0.2e-. Došlo je do značajnog punjenja naelektrisanja, pokazujući anjonsku elektrohemijsku aktivnost[37]. Analizom populacije naelektrisanja P2-NaxMnO2, utvrđeno je da kako se sadržaj Na povećava, Mn i O zajedno učestvuju u elektrohemijskoj reakciji. Ovaj rezultat je u skladu sa analizom elektronske gustine stanja. Dokazano je da čvrsti rastvor Mg menja mehanizam elektrohemijske reakcije sistema iz anjonske i kationske kooperativne elektrohemijske reakcije u reverzibilnu anjonsku elektrohemijsku reakciju, a ovaj proces ne utiče na reverzibilnost punjenja i pražnjenja materijala.
Slika 6 Analiza naboja (A) Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 i (B) P2-NaxMnO2 pod različitim sadržajem jona natrijuma
3 Zaključak
Ova studija je koristila proračune prvog principa za sistematsko proučavanje mikrostrukturnih karakteristika, kinetičke stabilnosti i elektrohemijske aktivnosti Mg2+ čvrstog rastvora P2 faze Nax[Mg1/3Mn2/3]O2. Uvođenje Mg2+ mijenja tip elektrohemijske reakcije materijala od anjonske i kationske kooperativne elektrohemijske reakcije NaxMnO2 do reverzibilne anjonske elektrohemijske reakcije Nax[Mg{{10}}.33Mn{ {16}}.67]O2. Kada O anion u P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 učestvuje u elektrohemijskoj reakciji, opseg povećanja i gubitka naelektrisanja je manji od 0,33, što je dobro reverzibilnost. Uvođenje Mg2+ ne samo da povećava napon pražnjenja materijala, već i održava reverzibilni specifični kapacitet materijala, i na kraju povećava gustinu energije materijala.
U materijalima elektroda natrijum jona, uvođenje zemnoalkalnih metala u sloj prelaznog metala za kationski čvrsti rastvor je nova strategija optimizacije performansi materijala. Njegov osnovni mehanizam je pokretanje elektrohemijske aktivnosti anjona žrtvovanjem elektrohemijske aktivnosti kationa, promenom mehanizma elektrohemijske reakcije materijala, povećanjem napona pražnjenja i na kraju optimizacijom gustine energije materijala. Ova strategija ne samo da pruža novu metodu za dizajn elektrodnih materijala za natrijum-jonske baterije, već takođe pruža nove ideje za optimizaciju i istraživanje drugih jonskih baterija.
Reference
[1] HU YING-YING, WEN ZHAO-YIN, RUI-KUN, et al. Status najnovijeg istraživanja i razvoja natrijumskih baterija. Nauka i tehnologija skladištenja energije, 2013, 2(2):81-90.
[2] SHEN GUAN-YE, LI CHEN, XU BING-LIANG, et al. Ekonomska alokacija za sistem skladištenja energije s obzirom na energiju vjetra. Journal of Northeast Electric Power University, 2018,38(4):27-34.
[3] MA CHAO, ZHAO XIAO-LIN, KANG LI-TAO, et al. Nekonjugirani dikarboksilatni anodni materijali za elektrohemijske ćelije. Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57(29):8865-8870.
[4] RICHARDS WD, DACEK ST, KITCHAEV DA, et al. Fluoracija katodnih materijala oksida litijum-viška prelaznog metala. Advanced Energy Materials, 2018, 8(5):1701533.
[5] XIANG XING-DE, ZHANG KAI, CHEN JUN. Najnovija dostignuća i izgledi katodnih materijala za natrijum-jonske baterije. Adv. Mater., 2015, 27(36):5343-5364.
[6] MA CHAO, ZHAO XIAO-LIN, HARRIS MM, et al. Mokraćna kiselina kao elektrohemijski aktivno jedinjenje za natrijum-jonske baterije: postepeni mehanizmi skladištenja Na+- π-konjugacije i stabilizovanog ugljičnog anjona. ACS Applied Materials & Interfaces, 2017, 9(39):33934-33940.
[7] LEE DH, XU JING, MENG Y S. Napredna katoda za Na-jonske baterije sa velikom brzinom i odličnom strukturnom stabilnošću. Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15(9):3304-3312.
[8] KUBOTA K, YABUUCHI N, YOSHIDA H, et al. Slojeviti oksidi kao materijali pozitivne elektrode za Na-ionske baterije. MRS Bulletin, 2014, 39(5):416-422.
[9] CLÉMENT RJ, BRUCE PG, GREY C P. Pregled—oksidi prelaznih metala P2- na bazi mangana kao katodni materijali za natrijum-jonske baterije. Journal of the Electrochemical Society, 2015,162(14):A2589-A2604.
[10] BERTHELOT R, CARLIER D, DELMAS C. Elektrohemijsko ispitivanje faznog dijagrama P2-NaxCoO2. Nat. Mater., 2011,10(1):74-80.
[11] YABUUCHI N, HARA R, KUBOTA K, et al. Novi materijal elektrode za punjive natrijumske baterije: P2-tip Na2/3[Mg0.28Mn0.72]O2 sa anomalno visokim reverzibilnim kapacitetom. J. Mater. Chem. A, 2014,2(40):16851-16855.
[12] MAITRA U, HOUSE RA, SOMERVILLE JW, et al. Redoks hemija kiseonika bez viška jona alkalnih metala u Na2/3[Mg0.28Mn0.72]O2. Nat. Chem., 2018, 10(3):288-295.
[13] GUO SHAO-HUA, SUN YANG, YI JIN, et al. Razumijevanje difuzije natrijum jona u slojevitim P2 i P3 oksidima putem eksperimenata i proračuna prvih principa: most između kristalne strukture i elektrohemijskih performansi. NPG Asia Materials, 2016, 8:e266.
[14] JI HUI-WEI, KITCHAEV DA, LUN ZHANG-YAN, et al. Računarsko istraživanje i eksperimentalna realizacija neuređenih Li-ion katoda velikog kapaciteta na bazi Ni redoks. Chemistry of Materials, 2019, 31(7):2431-2442.
[15] LEE J, URBAN A, LI XIN, et al. Otključavanje potencijala kationskih poremećenih oksida za punjive litijumske baterije. Nauka, 2014,343(6170):519-522.
[16] URBAN A, LEE J, CEDER G. Konfiguracijski prostor oksida tipa kamene soli za elektrode litijumskih baterija velikog kapaciteta. Advanced Energy Materials, 2014,4(13):1400478.
[17] CHAKRABORTY A, DIXIT M, AURBACH D, et al. Predviđanje tačnih svojstava katode slojevitih oksidnih materijala koristeći SCAN meta-GGA funkcional gustine. npj Computational Materials, 2018, 4:60.
[18] URBAN A, ABDELLAHI A, DACEK S, et al. Elektronsko-strukturno porijeklo kationskog poremećaja u oksidima prelaznih metala. Phys. Rev. Lett., 2017, 119(17):176402.
[19] ASSAT G, TARASCON J M. Fundamentalno razumijevanje i praktični izazovi anjonske redoks aktivnosti u Li-ion baterijama. Energija prirode, 2018,3(5):373-386.
[20] YABUUCHI N, NAKAYAMA M, TAKEUCHI M, et al. Nastanak stabilizacije i destabilizacije u redoks reakciji oksidnih jona u čvrstom stanju za litijum-jonske baterije. Nat. Commun., 2016, 7:13814.
[21] SANNYAL A, AHN Y, JANG J. Studija prvih principa o dvodimenzionalnom siligenu (2D SiGe) kao anodnom materijalu jonske baterije alkalnog metala. Nauka o računarskim materijalima, 2019, 165:121-128.
[22] LI HONG, HU YONG-SHENG, PAN HUI-LIN, et al. Napredak istraživanja strukture materijala elektrode natrijum jonske baterije na sobnoj temperaturi. Scientia Sinica Chimica, 2014,44(8):1269-1279.
[23] WANG YUE-SHENG, XIAO RUI-JUAN, HU YONG-SHENG, et al. P2-Na0.6[Cr0.6Ti0.4]O2 katjonska poremećena elektroda za simetrične punjive natrijum-jonske baterije velike brzine. Nat. Commun., 2015, 6:6954.
[24] WANG QIN-CHAO, MENG JING-KE, YUE XIN-YANG, et al. Podešavanje P2-strukturiranog katodnog materijala zamjenom Na-site Mg za Na-jonske baterije. J. Am. Chem. Soc., 2019,141(2):840-848.
[25] MENDIBOURD A, DELMAS C, HAGENMULLER C. Elektrohemijska interkalacija i deinterkalacija NaxMnO2 bronze. Academic Press, 1985,57(3):323-331.
[26] SOMERVILLE JW, SOBKOWIAK A, TAPIA-RUIZ N, et al. Priroda "Z" faze u slojevitim katodama Na-ionskih baterija. Energy & Environmental Science, 2019, 12(7):2223-2232.
[27] QU JIE, WANG DONG, YANG ZU-GUANG, et al. Podešavanje kompozitne katode izazvano varijacijom lokacije ionskim dopingom: studija slučaja slojnog tunela Na0.6MnO2 s dopiranjem Mg2+ na mjestu Na/Mn. ACS Appl. Mater. Interfejsi, 2019,11(30):26938-26945.
[28] SATO T, SATO K, ZHAO WEN-WEN, et al. Metastabilni i nanorazredni oksidi tipa kamene soli poremećeni katjonima: ponovni pregled stehiometrijskih LiMnO2 i NaMnO2. Journal of Materials Chemistry A, 2018,6(28):13943-13951.
[29] GUIGNARD M, DELMAS C. Upotreba baterije za sintetizaciju novih oksida vanadijuma. Chemistry Select, 2017, 2(20):5800-5804.
[30] WANG PENG-FEI, YAO HU-RONG, LIU XIN-YU, , et al. Na+/poremećaj slobodnih mjesta obećava Na-jonske baterije visoke stope. Science Advances, 2018, 4(3): eaar6018.
[31] KIM H, KIM DJ, SEO DH, et al. Ab initio studija interkalacije natrijuma i međufaza u Na0.44MnO2 za natrijum-jonsku bateriju. Chemistry of Materials, 2012, 24(6):1205-1211.
[32] LI XIN, MA XIAO-HUA, SU DONG, et al. Direktna vizualizacija Jahn-Tellerovog efekta u sprezi sa poređanjem Na u Na5/8MnO2. Nat. Mater., 2014, 13(6):586-592.
[33] WANG YOUWEI, WANG JUNKAI, ZHAO XIAOLIN, et al. Smanjenje prenapona punjenja Li-O2 baterija kroz dizajn katode za poravnanje pojasa. Energy & Environmental Science, 2020, 13(8):2540-2548.
[34] ZHENG C, RADHAKRISHNAN B, CHU IH, et al. Efekti miješanja prijelaznog metala na poredanje Na i kinetiku u slojevima P2 oksida. Physical Review Applied, 2017, 7(6):064003.
[35] LUN ZHENG-YAN, OUYANG B, CAI ZI-JIAN, et al. Principi dizajna katoda od kamene soli visokog kapaciteta na bazi Mn katjona. Chem, 2020, 6(1):153-168.
[36] SEO DH, LEE J, URBAN A, et al. Strukturno i hemijsko porijeklo redoks aktivnosti kisika u slojevitim i katjonskim poremećenim katodnim materijalima s viškom Li. Nat. Chem., 2016, 8(7):692-697.
[37] BAI QIANG, YANG LU-FENG, CHEN HAI-LONG, et al. Računske studije elektrodnih materijala u natrijum-jonskim baterijama. Advanced Energy Materials, 2018, 8(17):1702998.
