Elektrokemijska aktivnost materijala pozitivne elektrode P{{0}}Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 natrij ionske baterije
Autor:ZHANG Xiaojun1, LI Jiale1,2, QIU Wujie2,3, YANG Miaosen1, LIU Jianjun2,3,4
1. Znanstveno-tehnološki centar provincije Jilin za čistu pretvorbu i visokovrijednu upotrebu biomase, Sveučilište Northeast Electric Power, Jilin 132012, Kina
2. Državni ključni laboratorij za keramiku visokih performansi i superfinu mikrostrukturu, Šangajski institut za keramiku, Kineska akademija znanosti, Šangaj 200050, Kina
3. Centar za znanost o materijalima i optoelektroničko inženjerstvo, Sveučilište Kineske akademije znanosti, Peking 100049, Kina
4. Škola kemije i znanosti o materijalima, Hangzhou Institut za napredne studije, Sveučilište Kineske akademije znanosti, Hangzhou 310024, Kina
Sažetak
Uz prednosti niske cijene i široke distribucije sirovina, natrij-ionske baterije smatraju se najboljim alternativnim materijalima za katodne materijale za litij-ionske baterije. U P2-fazi NaMnO2 sa slojevitom strukturom, binarna čvrsta otopina sloja prijelaznog metala može učinkovito poboljšati elektrokemijsku izvedbu materijala elektrode. U ovom je istraživanju strukturni model Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 s Mg ionskom čvrstom otopinom konstruiran korištenjem Coulombic modela. Izračuni prvih principa otkrili su da je napon pražnjenja Nax[Mg{{10}}.33Mn0.67]O2 dosegao 3.0 V pri sadržaju natrijevih iona od manje nego {{20}}.67. Elektronska gustoća stanja i analiza populacije naboja pokazala je da je čvrsta otopina Mg motivirala anionsku elektrokemijsku aktivnost rešetkastog kisika u P2-fazi Nax[Mg0,33Mn0,67]O2, što je transformiralo mehanizam elektrokemijske reakcije sustav od kationske i anionske sinergijske redoks reakcije do reverzibilne anionske redoks reakcije. Ova transformacija pruža novu metodu za dizajn materijala elektroda za Na ionske baterije, kao i novi pristup za optimizaciju i istraživanje drugih ionskih baterija.
Ključne riječi:natrijeva ionska baterija; elektrokemijska aktivnost; prvi princip; dopiranje alkalijskih metala
TOB NEW ENERGY pruža cijeli setbaterijski materijali, baterijski stroj, rješenje linije za proizvodnju baterijai baterijska tehnologija za proizvodnju čvrstih baterija, natrijevih i litij-ionskih baterija.
Posljednjih godina, s tržišnim tržištem 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 pohranu energije, elektrokemijska aktivnost i strukturna stabilnost elektrodnih materijala jedan su od fokusa istraživanja[3,4]. Među različitim sustavima za pohranu energije koji su trenutno poznati, materijali za litij-ionske baterije su relativno zreli i široko se koriste. Međutim, problemi kao što su neravnomjerna raspodjela izvora litija i poteškoće s tehnologijom oporabe litija ozbiljno su ograničili široku primjenu litij-ionskih baterija [5, 6, 7]. Natrij, koji je u istoj obitelji kao i litij, ima karakteristike obilja sirovina, niske cijene i široke distribucije. U isto vrijeme, natrij-ionske baterije imaju slična fizikalna i kemijska svojstva i mehanizme elektrokemijske reakcije kao litij-ionske baterije. Stoga su natrij-ionske baterije jedan od najperspektivnijih alternativnih materijala[8,9].
Berthelot i sur. [10] su otkrili da su u slojevitom oksidu NaTMO2 koji sadrži jedan prijelazni metal (TM), natrijevi ioni i prazna mjesta poredani u čistom natrijevom sloju, što rezultira mnogim naponskim platformama za ovu vrstu oksida tijekom procesa pražnjenja. . To rezultira brzim opadanjem specifičnog kapaciteta i značajnim smanjenjem performansi ciklusa, tako da je učinkovitost pretvorbe energije ove vrste oksida niska. Elementi čvrste otopine uvode se u sloj prijelaznog metala kako bi formirali mješoviti raspored binarnih ili čak višeelementnih prijelaznih metala. Materijal elektrode sadrži veliki broj neuređenih naboja, koji mogu učinkovito potisnuti gornju naponsku platformu i poboljšati učinkovitost pretvorbe energije. Yabuuchi i dr. [11] koristili su Na2CO3, (MgCO3)4Mg(OH)2·5H2O i MnCO3 kao sirovine. Reakcija čvrstog stanja provedena je na 900 stupnjeva tijekom 12 sati kako bi se dobila binarna nesređena P2 faza Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2 elektrodni materijal s Mg čvrstom otopinom. Otkrili su da je pri gustoći struje od 10 mA/g početni specifični kapacitet pripremljenog katodnog materijala Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2 faze P2 bio približno 150 mAh/g[11]. Nešto niži od specifičnog kapaciteta Na2/3MnO2 (184 mAh/g). Bruce i sur. [12] otkrili su da iako postoji elektrokemijska reakcija rešetkastog kisika u P2 fazi Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2, nije primijećeno taloženje kisika. To pokazuje da uvođenje Mg poboljšava reverzibilnost ciklusa i reverzibilni specifični kapacitet materijala. Međutim, tijekom procesa punjenja i pražnjenja, mehanizam mikroskopske elektrokemijske reakcije rešetkastog kisika u ovom sustavu još uvijek nije jasan, a također je nejasan mehanizam kojim čvrsta otopina Mg poboljšava stabilnost sustava.
Stoga, ovaj rad uzima P2 fazu Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 kao predmet istraživanja i usvaja metodu proračuna prvih principa teorije funkcionala gustoće (DFT). Provedeno je sustavno istraživanje elektrokemijske aktivnosti i strukturne stabilnosti performansi pražnjenja katodnog materijala Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 s čvrstom otopinom iona Mg. Kako bi se razjasnio mikroskopski mehanizam materijala elektroda u elektrokemijskim reakcijama na mikroskali elektrona i atoma, pružit će referencu za razumijevanje elektrokemijskih procesa i dizajn novih materijala.
1 Metoda izračuna
Izračuni u ovom radu temelje se na bazi softvera ravnog vala VASP paketa [13,14] teorije funkcionala gustoće. Koristi se aditivna metoda ravnog vala [15], a korelacijski funkcional razmjene je generalizirana gradijentna aproksimacija (GGA) u obliku Perdew-Burker-Ernzerhofa [13,16]. Hubbardov parametar U uveden je za korekciju d elektrona Mn, a efektivna U vrijednost je 3,9 eV[17,18]. Granična energija donjeg ravnog vala je 600 eV. Kada je ionska relaksacija dovršena, sile na sve atome manje su od 0.1 eV·nm-1. Pri optimizaciji kristalne strukture koristi se superstanična struktura 3×3×1 (72 atoma), konstanta rešetke je 0.874 nm×0.874 nm×1.056 nm, a k- točkasta mreža Brillouinove zone je 3×3× 3[19]. Metoda zamrznutog fonona korištena je za izračun spektra vibracija rešetke u programskom paketu Phonopy. Kako bi se izbjegao utjecaj periodičnih rubnih uvjeta, struktura superćelije 3×3×1 korištena je za izračun konstanti sile i fononskog spektra P2 faze NaMnO2 i Na[Mg0,33Mn0,67]O2. Coulombov model točkastog naboja koristi se za brzi izračun ionske okupacije desodijeve strukture, a konfiguracija okupacije Na s najnižom Coulombovom energijom odabrana je za točnije izračune 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 sustava, a e- naboj elementa[21].
2 Rezultati i rasprava
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 formirat će neuredan raspored kationa. Kao što je prikazano na slici 1(A), način slaganja rešetkastog kisika je ABBA..., Mg i Mn redom 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 prijelaznog metala[27], koji je sličan rasporedu između Li i Mn u spojevima bogatim litijem[28]. [MgO6] oktaedar je raspoređen sa 6 [MnO6] oktaedara koji dijele bridove [29,30]. U sloju alkalijskog metala strukture Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2 postoje dva mjesta rešetke za natrijeve ione. Jedan je raspoređen tako da gornji i donji sloj [MgO6] ili [MnO6] oktaedra dijele rubove. Drugi je koplanarno raspoređen s gornjim i donjim slojevima [MgO6] ili [MnO6] oktaedra.
Slika 1. Shematski dijagram P2-Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2
U strukturama s različitim sadržajem natrijevih iona, na natrijeve ione utječe Coulombova interakcija između Mn i Mg u sloju prijelaznog metala i iona Na u sloju alkalnog metala, pokazujući dva različita načina zauzimanja. Stoga ovaj rad prvo koristi Coulombov model za brzo izdvajanje P2 faze Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2 konfiguracije s najnižom Coulombovom energijom. Kako bismo provjerili racionalnost, izračunali smo i simulirali XRD uzorke ovih pregledanih konfiguracija i usporedili ih s izmjerenim rezultatima[11]. Rezultati su prikazani na slici 2. Izračunati (016) i (110) malo su pomaknuti udesno u usporedbi s eksperimentalnom karakterizacijom, što je uglavnom zbog postojanja amorfnih i defektnih struktura u nekim kristalnim ravninama eksperimentalno pripremljenih materijala. . Struktura računalnog modela je savršena kristalna struktura, tako da postoji određeno odstupanje između XRD proširenja i vršnog intenziteta računalne simulacije i eksperimentalnih rezultata. Osim toga, postoji raspored iona Na u ove dvije kristalne ravnine, a umetanje i odvajanje iona Na još je jedan mogući razlog za pomicanje odgovarajućih položaja vrhova. Nakon razmatranja gornjih učinaka, oblik vrha i intenzitet simuliranog XRD-a u skladu su s eksperimentalnim rezultatima, a konstruirani model može reproducirati mikrostrukturne informacije u eksperimentu, što ukazuje da je teoretski pregledana struktura relativno točna i pouzdana [31,32]. ].
Slika 2. Usporedba izračunatih i eksperimentalnih XRD uzoraka Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2
Kako bismo proučili učinak čvrste otopine Mg na strukturnu stabilnost, upotrijebili smo prve principe u kombinaciji s "metodom zamrznutih fonona" za izračunavanje spektra vibracija rešetke za P{{0}}NaMnO2 i P{{2} }Na[Mg0.33Mn{{10}}.67]O2. Kao što je prikazano na slici 3, posjedovni val nema imaginarnu frekvenciju u cijeloj Brillouinovoj zoni, što ukazuje da P2-Na[Mg0.33Mn0.67]O2 ima dinamičku stabilnost. Usporedbom fononskih spektara dvaju materijala, utvrđeno je da dopiranje Mg nije značajno promijenilo frekvencijski raspon vibracija i ima mali utjecaj na vibracije rešetke. Struktura dopirana Mg također je pokazala dobru dinamičku stabilnost. Osim toga, Bruce et al. uspješno pripremili P2 fazu Na[Mg0.33Mn0.67]O2 s Mg čvrstom otopinom, 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 Krivulje disperzije fonona (A) NaMnO2 i (B) Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2
2.2 Analiza elektrokemijskih svojstava P2 faze Nax[Mg1/3Mn2/3]O2
Kako bismo proučili učinak dopiranja Mg na elektrokemijska svojstva materijala, izračunali smo napon pražnjenja strukture čvrste otopine Mg P{{0}}Nax[Mg0.33Mn{{7} }.67]O2 (Slika 4). Raspon koncentracija Na iona određuje se eksperimentalno, to jest 0.11 Manje od ili jednako x Manje ili jednako 0.66[11]. Slika 4(A) prikazuje strukturnu mijenja tijekom procesa pražnjenja, a njegov odgovarajući napon (Slika 4(B)) uglavnom uključuje tri platforme: 3,4, 2,9 i 2,1 V. Predviđeni teorijski kapacitet je 152 mAh/g, što je u osnovi u skladu s eksperimentalnim rezultatima[11] . Krivulja napona pražnjenja izračunata prema prvim načelima nešto je viša od stvarnog izmjerenog rezultata. Glavni razlog je taj što izračun prvih principa zanemaruje utjecaj eksperimentalnih mjernih uvjeta, kao što su elektrolit, temperatura eksperimentalnog mjerenja vodljivosti litijeva iona, itd. Naše prethodno istraživanje pokazalo je[33]da iako je izračunata krivulja napona pražnjenja viša od eksperimentalno izmjerene krivulje, ukupni trend promjene je dosljedan. Stoga se može smatrati da je tijekom cijelog procesa pražnjenja napon Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 u skladu s 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) krivulja napona pražnjenja P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 tijekom pražnjenja
Pod idealnim okolnostima, valentna stanja Mg i Mn u Na2/3[Mg0.33Mn0.67]O2 su +2 odnosno +4 i ne mogu se nastaviti da se oksidiraju u viša valentna stanja. Stoga u sustavu nema kationske elektrokemijske aktivnosti, a proces punjenja i pražnjenja materijala je anionska elektrokemijska reakcija. U Na0.67MnO2 početno valentno stanje iona Mn je +3.33. Tijekom procesa punjenja ioni Mn mogu prenijeti 0.67 elektrona prema van kako bi postigli stabilnu valenciju +4. U to vrijeme, sav Na+ je otpušten, a kisik iz rešetke nikada nije sudjelovao u elektrokemijskoj reakciji[34]. Stoga se proces punjenja i pražnjenja Na0.67MnO2 pojavljuje kao kationska elektrokemijska reakcija. Mnoga su istraživanja pokazala da kada je broj elektrona koje je kisik u rešetki izgubio manji od 0.33, anionska elektrokemijska reakcija ima dobru reverzibilnost[11-12,28]. Prekomjerna oksidacija kisikovih aniona (broj izgubljenih elektrona veći je od 0.33) uzrokuje odstupanje elektronske konfiguracije kisika od stabilnog pravila osam sprežnika, što rezultira nepovratnom reakcijom transformacije i stvaranjem OO obveznica. Može čak dovesti do oslobađanja kisika i nepovratnog punjenja i pražnjenja strukture elektrode[27,35]. U Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2, ako se uzme u obzir granično stanje gubitka naboja. Odnosno, kada se ioni Na potpuno odvoje i tvore strukturu Na0[Mg{{40}}.33Mn0.67]O2, 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 anionske elektrokemijske reakcije. Stoga, u cijeloj reakciji naboja Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2, rešetkasti kisik ne mora biti prostorno reorganiziran, a elektrokemijska reakcija je reverzibilna. Uvođenje Mg2+ ne samo da održava reverzibilni specifični kapacitet, već također povećava energetsku gustoću materijala povećanjem napona pražnjenja.
Kako bismo dokazali elektrokemijsku aktivnost kisika u materijalu Nax[Mg{{0}}.33Mn0.67]O2 tijekom procesa pražnjenja, izračunali smo elektronsku gustoću stanja (Slika 5) za početno i konačne strukture pražnjenja materijala. Utvrđeno je da se tijekom procesa pražnjenja ioni Na postupno ugrađuju, ukupan broj elektrona u sustavu raste, a Fermijeva razina prelazi na višu energetsku razinu. Broj rupa u orbiti O2p postupno se smanjuje, što ukazuje da se elektroni koji ulaze u sustav prenose u prazne orbite kisika u rešetki, a kisik u rešetki se smanjuje. Tijekom procesa pražnjenja materijala elektrode, kisik iz rešetke sudjeluje u elektrokemijskoj reakciji aniona. U ovom trenutku nema gotovo nikakve promjene u Mn-d orbitalnim elektronima, i nema prijenosa naboja, odnosno valentno stanje Mn se ne mijenja tijekom procesa pražnjenja, što dokazuje da Mn nije elektrokemijski aktivan[12, 36]. Međutim, tijekom procesa pražnjenja P2-NaxMnO2, elektroni nastavljaju ispunjavati visokoenergetske Mn i O prazne orbitale, što ukazuje da su i Mn i O elektrokemijski aktivni i tipična su elektrokemijska reakcija u kojoj anioni i kationi surađuju .
Slika 5 Elektronska gustoća stanja (A) P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 i (B) P2-NaxMnO2 pod različitim Na sadržaj iona tijekom pražnjenja
PDOS: projektirana gustoća stanja
Konzistentan zaključak može se izvući analizom populacije naboja (Slika 6). Tijekom procesa pražnjenja Nax[Mg0.33Mn0.67]O2, količina naboja iona Mn u osnovi se ne mijenja, tako da ne sudjeluje u elektrokemijskoj reakciji; u procesu povećanja sadržaja Na od 0.11 do 0.66, ioni O dobiveni su oko 0.2e- . Došlo je do značajnog punjenja naboja, pokazujući anionsku elektrokemijsku aktivnost[37]. Analizom populacije naboja P2-NaxMnO2, utvrđeno je da kako se sadržaj Na povećava, Mn i O zajedno sudjeluju u elektrokemijskoj reakciji. Ovaj rezultat je u skladu s analizom elektronske gustoće stanja. Dokazano je da čvrsta otopina Mg mijenja mehanizam elektrokemijske reakcije sustava od anionske i kationske kooperativne elektrokemijske reakcije do reverzibilne anionske elektrokemijske reakcije, a taj proces ne utječe na reverzibilnost naboja i pražnjenja materijala.
Slika 6 Analiza naboja (A) Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 i (B) P2-NaxMnO2 pod različitim sadržajem natrijevih iona
3 Zaključak
Ova studija koristila je izračune prvih principa za sustavno proučavanje mikrostrukturnih karakteristika, kinetičke stabilnosti i elektrokemijske aktivnosti Mg2+ čvrste otopine P2 faze Nax[Mg1/3Mn2/3]O2. Uvođenje Mg2+ mijenja tip elektrokemijske reakcije materijala iz anionske i kationske kooperativne elektrokemijske reakcije NaxMnO2 u reverzibilnu anionsku elektrokemijsku reakciju Nax[Mg{{10}}.33Mn{ {16}}.67]O2. Kada anion O u P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 sudjeluje u elektrokemijskoj reakciji, raspon povećanja i gubitka naboja manji je od 0,33, što ima dobar reverzibilnost. Uvođenje Mg2+ ne samo da povećava napon pražnjenja materijala, već također održava reverzibilni specifični kapacitet materijala, te u konačnici povećava gustoću energije materijala.
U materijalima za elektrode s natrijevim ionima, uvođenje zemnoalkalijskih metala u sloj prijelaznog metala za kationsku čvrstu otopinu nova je strategija optimizacije učinka materijala. Njegov osnovni mehanizam je pokretanje elektrokemijske aktivnosti aniona žrtvovanjem elektrokemijske aktivnosti kationa, mijenjanjem mehanizma elektrokemijske reakcije materijala, povećanjem napona pražnjenja i konačno optimiziranjem gustoće energije materijala. Ova strategija ne samo da pruža novu metodu za dizajn materijala elektroda za natrij-ionske baterije, već također pruža nove ideje za optimizaciju i istraživanje drugih ionskih baterija.
Reference
[1] HU YING-YING, WEN ZHAO-YIN, RUI-KUN, et al. Najsuvremeniji status istraživanja i razvoja natrijevih baterija. Znanost i tehnologija za skladištenje energije, 2013.,2(2):81-90.
[2] SHEN GUAN-YE, LI CHEN, XU BING-LIANG, et al. Ekonomska raspodjela za sustav skladištenja energije s obzirom na snagu 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 elektrokemijske ćelije. Angew. Chem. Int. Izd., 2018, 57(29):8865-8870.
[4] RICHARDS WD, DACEK ST, KITCHAEV DA, et al. Fluoriranje katodnih materijala prijelaznih metalnih oksida u višku litija. Napredni energetski materijali, 2018,8(5):1701533.
[5] XIANG XING-DE, ZHANG KAI, CHEN JUN. Najnoviji napredak i perspektive katodnih materijala za natrij-ionske baterije. Adv. Mater., 2015,27(36):5343-5364.
[6] MA CHAO, ZHAO XIAO-LIN, HARRIS MM, et al. Mokraćna kiselina kao elektrokemijski aktivan spoj za natrij-ionske baterije: postupni mehanizmi skladištenja Na+- π-konjugacije i stabiliziranog ugljikovog aniona. ACS Applied Materials & Interfaces, 2017,9(39):33934-33940.
[7] LEE DH, XU JING, MENG Y S. Napredna katoda za Na-ionske baterije s velikom brzinom i izvrsnom strukturnom stabilnošću. Phys. Chem. Chem. Phys., 2013,15(9):3304-3312.
[8] KUBOTA K, YABUUCHI N, YOSHIDA H, et al. Slojeviti oksidi kao materijali pozitivnih elektroda za Na-ionske baterije. Bilten MRS-a, 2014,39(5):416-422.
[9] CLÉMENT RJ, BRUCE PG, GREY C P. Pregled—Oksidi prijelaznih metala tipa P2- na bazi mangana kao katodni materijali natrijevih ionskih baterija. Journal of the Electrochemical Society, 2015,162(14):A2589-A2604.
[10] BERTHELOT R, CARLIER D, DELMAS C. Elektrokemijsko istraživanje P2-NaxCoO2 faznog dijagrama. Nat. Mater., 2011,10(1):74-80.
[11] YABUUCHI N, HARA R, KUBOTA K, et al. Novi materijal elektroda za punjive natrijeve baterije: P2-tip Na2/3[Mg0.28Mn0.72]O2 s nenormalno visokim reverzibilnim kapacitetom. J. Mater. Chem. A, 2014,2(40):16851-16855.
[12] MAITRA U, HOUSE RA, SOMERVILLE JW, et al. Redoks kemija kisika bez viška iona alkalijskih 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 natrij-iona u slojevitim P2 i P3 oksidima putem eksperimenata i proračuna prvih principa: most između kristalne strukture i elektrokemijske izvedbe. NPG azijski materijali, 2016,8:e266.
[14] JI HUI-WEI, KITCHAEV DA, LUN ZHANG-YAN, et al. Računalno istraživanje i eksperimentalna realizacija neuređenih litij-ionskih katoda velikog kapaciteta na bazi Ni redoks. Chemistry of Materials, 2019,31(7):2431-2442.
[15] LEE J, URBAN A, LI XIN i sur. Otključavanje potencijala kationski poremećenih oksida za punjive litijeve baterije. Science, 2014,343(6170):519-522.
[16] URBAN A, LEE J, CEDER G. Konfiguracijski prostor oksida tipa kamene soli za elektrode litijskih baterija velikog kapaciteta. Advanced Energy Materials, 2014,4(13):1400478.
[17] CHAKRABORTY A, DIXIT M, AURBACH D, et al. Predviđanje točnih svojstava katode slojevitih oksidnih materijala pomoću SCAN meta-GGA funkcionala gustoće. npj Računalni materijali, 2018,4:60.
[18] URBAN A, ABDELLAHI A, DACEK S, et al. Elektronsko-strukturno podrijetlo kationskog poremećaja u oksidima prijelaznih metala. Phys. Rev. Lett., 2017,119(17):176402.
[19] ASSAT G, TARASCON JM. Temeljno razumijevanje i praktični izazovi anionske redoks aktivnosti u Li-ion baterijama. Energija prirode, 2018,3(5):373-386.
[20] YABUUCHI N, NAKAYAMA M, TAKEUCHI M, et al. Podrijetlo stabilizacije i destabilizacije u redoks reakciji oksidnih iona u čvrstom stanju za litij-ionske baterije. Nat. Commun., 2016, 7:13814.
[21] SANNYAL A, AHN Y, JANG J. Studija prvih principa o dvodimenzionalnom siligenu (2D SiGe) kao anodnom materijalu ionske baterije alkalijskih metala. Computational Materials Science, 2019,165:121-128.
[22] LI HONG, HU YONG-SHENG, PAN HUI-LIN, et al. Napredak istraživanja o strukturi elektrodnog materijala natrijeve ionske baterije sobne temperature. 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 kationski poremećena elektroda za simetrične punjive natrij-ionske 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-ionskih baterija Mg na mjestu. J. Am. Chem. Soc., 2019,141(2):840-848.
[25] MENDIBOURD A, DELMAS C, HAGENMULLER C. Elektrokemijska interkalacija i deinterkalacija NaxMnO2 bronce. 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. Prilagodba kompozitne katode izazvana ionskim dopiranjem varijacijom mjesta: studija slučaja slojevitog tunela Na0.6MnO2 s dopiranjem Mg2+ na Na/Mn mjestu. ACS Appl. Mater. Sučelja, 2019,11(30):26938-26945.
[28] SATO T, SATO K, ZHAO WEN-WEN, et al. Metastabilni i nanoveliki kationski poremećeni oksidi tipa kamene soli: ponovno razmatranje stehiometrijskih LiMnO2 i NaMnO2. Journal of Materials Chemistry A, 2018,6(28):13943-13951.
[29] GUIGNARD M, DELMAS C. Korištenje baterije za sintezu novih vanadijevih oksida. 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-ionske baterije visoke brzine. Znanstveni napredak, 2018., 4(3): eaar6018.
[31] KIM H, KIM DJ, SEO DH, et al. Ab initio studija interkalacije natrija i međufaza u Na0.44MnO2 za natrij-ionsku bateriju. Chemistry of Materials, 2012, 24(6):1205-1211.
[32] LI XIN, MA XIAO-HUA, SU DONG, et al. Izravna vizualizacija Jahn-Tellerovog efekta povezanog s rasporedom Na u Na5/8MnO2. Nat. Mater., 2014,13(6):586-592.
[33] WANG YOUWEI, WANG JUNKAI, ZHAO XIAOLIN, et al. Smanjenje prenapona napunjenosti Li-O2 baterija kroz dizajn katode s izravnavanjem pojasa. Energy & Environmental Science, 2020,13(8):2540-2548.
[34] ZHENG C, RADHAKRISHNAN B, CHU IH, et al. Učinci miješanja prijelaznih metala na sređivanje Na i kinetiku slojevitih P2 oksida. Physical Review Applied, 2017,7(6):064003.
[35] LUN ZHENG-YAN, OUYANG B, CAI ZI-JIAN, et al. Načela dizajna za katode od kamene soli velikog kapaciteta na bazi kationa neuređene od Mn. Chem, 2020, 6(1):153-168.
[36] SEO DH, LEE J, URBAN A, et al. Strukturno i kemijsko podrijetlo redoks aktivnosti kisika u slojevitim i kationski neuređenim katodnim materijalima s viškom Li. Nat. Chem., 2016, 8(7):692-697.
[37] BAI QIANG, YANG LU-FENG, CHEN HAI-LONG, et al. Računalna istraživanja materijala elektroda u natrij-ionskim baterijama. Napredni energetski materijali, 2018,8(17):1702998.
