Natriumionbatteri katode P{{0}}Nax[Mg0.33Mn0.67]O2

Elektrokjemisk aktivitet til positivt elektrodemateriale av P{{0}}Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 natriumionbatteri

Forfatter:ZHANG Xiaojun¹, LI Jiale^1,2, QIU Wujie^2,3, YANG Miaosen¹, LIU Jianjun^2,3,4

1. Jilin-provinsen Sci-Tech Center for ren konvertering og høyt verdsatt utnyttelse av biomasse, Northeast Electric Power University, Jilin 132012, Kina

2. State Key Laboratory of High Performance Ceramics and Superfine Microstructure, Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, Kina

3. Senter for materialvitenskap og optoelektronikk, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, Kina

4. School of Chemistry and Materials Science, Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, Hangzhou 310024, Kina

Abstrakt

Med fordelene med lave kostnader og bred distribusjon av råvarer, anses natriumionbatterier for å være de beste alternative materialene for litiumionbatterikatodematerialer. I P2--fasen NaMnO2 med lagdelt struktur, kan binær fast løsning av overgangsmetalllaget effektivt forbedre den elektrokjemiske ytelsen til elektrodematerialet. I denne studien ble den strukturelle modellen av Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 med Mg-ion fast løsning konstruert ved å bruke Coulombic-modellen. De første prinsippberegningene viste at utladningsspenningen til Nax[Mg{{10}}.33Mn0.67]O2 nådde 3.0 V ved et natriumioninnhold på mindre enn {{20}}.67. Elektronisk tetthet av tilstander og ladningspopulasjonsanalyse viste at den faste løsningen av Mg motiverte den anioniske elektrokjemiske aktiviteten til gitteroksygen i P2-fasen Nax[Mg0.33Mn0.67]O2, som transformerte den elektrokjemiske reaksjonsmekanismen til system fra kationisk og anionisk synergisk redoksreaksjon til reversibel anionisk redoksreaksjon. Denne transformasjonen gir en ny metode for design av elektrodematerialer for Na-ion-batterier, samt en ny tilnærming for optimalisering og utforskning av andre ion-batterier.

Nøkkelord:natriumionbatteri ; elektrokjemisk aktivitet; første prinsipp; alkalimetalldoping

TOB NEW ENERGY gir et komplett sett medbatterimaterialer, batterimaskin, batteriproduksjonslinjeløsningog batteriteknologi for produksjon av solid state-batterier, natriumionbatterier og litiumionbatterier.

I de senere årene, med markedsføringen av nye energiindustrier som vindenergi og solenergi, har folk stilt høyere krav til storskala energilagringsteknologi[1,2]. I forskning på energilagringsmaterialer er den elektrokjemiske aktiviteten og strukturelle stabiliteten til elektrodematerialer et av forskningsfokusene[3,4]. Blant de forskjellige energilagringssystemene som for tiden er kjent, er litiumionbatterimaterialer relativt modne og mye brukt. Imidlertid har problemer som ujevn fordeling av litiumressurser og vanskeligheten med litiumgjenvinningsteknologi alvorlig begrenset bruken av litiumionbatterier i stor skala[5, 6, 7]. Natrium, som er i samme familie som litium, har egenskapene til rikelig med råvarer, lav pris og bred distribusjon. Samtidig har natrium-ion-batterier lignende fysiske og kjemiske egenskaper og elektrokjemiske reaksjonsmekanismer som litium-ion-batterier. Derfor er natriumionbatterier et av de mest lovende alternative materialene[8,9].

Berthelot et al.[10] fant at i det lagdelte oksidet NaTMO2 som inneholder et enkelt overgangsmetall (TM), er natriumioner og ledige stillinger ordnet i det rene natriumlaget, noe som resulterer i mange spenningsplattformer for denne typen oksid under utladningsprosessen. . Dette resulterer i et raskt forfall av spesifikk kapasitet og en betydelig reduksjon i syklusytelse, så energikonverteringseffektiviteten til denne typen oksid er lav. Faste løsningselementer introduseres i overgangsmetalllaget for å danne et blandet arrangement av binære eller til og med multi-element overgangsmetaller. Elektrodematerialet inneholder et stort antall uordnede ladninger, som effektivt kan undertrykke spenningsplattformen ovenfor og forbedre energikonverteringseffektiviteten. Yabuuchi et al.[11] brukte Na2CO3, (MgCO3)4Mg(OH)2·5H2O og MnCO3 som råmateriale. En faststoffreaksjon ble utført ved 900 grader i 12 timer for å oppnå en binær uordnet P2-fase Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2-elektrodemateriale med Mg fast løsning. De fant at ved en strømtetthet på 10 mA/g var den opprinnelige spesifikke kapasiteten til det forberedte P2-fase Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2 katodematerialet omtrent 150 mAh/g[11]. Litt lavere enn den spesifikke kapasiteten til Na2/3MnO2 (184 mAh/g). Bruce et al.[12] fant at selv om det var en elektrokjemisk reaksjon av gitteroksygen i P2-fasen Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2, ble ingen oksygenutfelling observert. Den viser at introduksjonen av Mg forbedrer syklusreversibiliteten og reversibel spesifikk kapasitet til materialet. Under ladnings- og utladningsprosessen er imidlertid den mikroskopiske elektrokjemiske reaksjonsmekanismen til gitteroksygen i dette systemet fortsatt uklar, og mekanismen som Mg fast løsning forbedrer stabiliteten til systemet med er også uklar.

Derfor tar dette arbeidet P2-fase Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 som forskningsobjekt og tar i bruk den første prinsippberegningsmetoden for tetthetsfunksjonsteori (DFT). En systematisk studie av den elektrokjemiske aktiviteten og strukturelle stabiliteten til utladningsytelsen til Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 katodemateriale med fast løsning av Mg-ioner ble utført. For å klargjøre den mikroskopiske mekanismen til elektrodematerialer i elektrokjemiske reaksjoner på mikroskala av elektroner og atomer, vil den gi en referanse for forståelse av elektrokjemiske prosesser og utforming av nye materialer.

1 Regnemetode

Beregningene i dette arbeidet er basert på plane wave basis programvaren VASP-pakken[13,14] av tetthetsfunksjonsteori. Den additive planbølgemetoden brukes[15], og utvekslingskorrelasjonsfunksjonen er den generaliserte gradienttilnærmingen (GGA) i form av Perdew-Burker-Ernzerhof[13,16]. Hubbard-parameteren U introduseres for å korrigere d-elektronene til Mn, og den effektive U-verdien er 3,9 eV[17,18]. Avskjæringsenergien til den nedre planbølgen er 600 eV. Når ionerelaksasjonen er fullført, er kreftene på alle atomer mindre enn 0.1 eV·nm-1. Ved optimalisering av krystallstrukturen brukes en 3×3×1 (72 atomer) supercellestruktur, gitterkonstanten er 0.874 nm×0.874 nm×1.056 nm, og k- punktnettet til Brillouin-sonen er 3×3×3[19]. Den frosne fononmetoden ble brukt til å beregne gittervibrasjonsspekteret i Phonopy-programvarepakken. For å unngå påvirkning av periodiske grenseforhold ble en 3×3×1 supercellestruktur brukt for å beregne kraftkonstantene og fononspektrene til P2-fase NaMnO2 og Na[Mg0.33Mn0.67]O2. Punktladningen Coulomb-modellen brukes for raskt å beregne ioneopptaket til denatriumstrukturen, og Na-oppsettingskonfigurasjonen med lavest Coulomb-energi velges for mer nøyaktige førsteprinsippberegninger[20]. Utladningsspenningen til elektrodematerialet kan uttrykkes som [20]:

$V=-\frac{G(\text{N}{{\text{a}}_{{{x}_{2}}}}\text{M }{{\text{O}}_{2}})-G(\text{N}{{\text{a}}_{{{x}_ {1}}}}\text{M}{{\text{O}}_{2}})-({{x}_{2}}-{{x}{ {16}}{1}})G(\text{Na})}{({{x}_{2}}-{{x}_{1}}){{ e}^{-}}}$

Hvor G er den totale energien til det korresponderende systemet, og e- er grunnstoffladningen[21].

2 Resultater og diskusjon

2.1 Mikrostrukturelle egenskaper og strukturell stabilitet

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 vil Mg, Na og Mn danne et uordnet arrangement av kationer. Som vist i figur 1(A), er stablemodusen for gitteroksygen ABBA..., Mg og Mn opptar henholdsvis de oktaedriske stedene mellom oksygen AB-lagene, og Na opptar de trekantede prismestedene mellom oksygen AA- og BB-lagene[ 25,26]. Som vist i figur 1(B), er det et bikakearrangement av Mg og Mn i overgangsmetalllaget[27], som er likt arrangementet mellom Li og Mn i litiumrike forbindelser[28]. [MgO6]-oktaederet er arrangert med 6 [MnO6]-oktaeder som deler kanter[29,30]. I alkalimetalllaget til Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2-strukturen er det to gittersteder for natriumioner. Den ene er arrangert med øvre og nedre lag av [MgO6] eller [MnO6] oktaeder som deler kanter. Den andre er coplanarly arrangert med øvre og nedre lag av [MgO6] eller [MnO6] oktaeder.

Fig. 1 Skjematisk diagram av P2-Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2

I strukturer med forskjellig natriumioninnhold påvirkes natriumioner av Coulomb-interaksjonen mellom Mn og Mg i overgangsmetalllaget og Na-ioner i alkalimetalllaget, og viser to forskjellige okkupasjonsmoduser. Derfor bruker dette arbeidet først Coulomb-modellen for raskt å sile ut P2-fasen Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2-konfigurasjon med den laveste Coulomb-energien. For å verifisere rasjonaliteten, beregnet og simulerte vi XRD-mønstrene til disse skjermede konfigurasjonene og sammenlignet dem med de målte resultatene [11]. Resultatene er vist i figur 2. De beregnede (016) og (110) er litt forskjøvet til høyre sammenlignet med den eksperimentelle karakteriseringen, som hovedsakelig skyldes eksistensen av amorfe og defekte strukturer i noen krystallplan av de eksperimentelt preparerte materialene . Strukturen til beregningsmodellen er en perfekt krystallstruktur, så det er et visst avvik mellom XRD-utvidelsen og toppintensiteten til beregningssimuleringen og de eksperimentelle resultatene. I tillegg er det et arrangement av Na-ioner i disse to krystallplanene, og innsetting og løsgjøring av Na-ioner er en annen mulig årsak til forskyvningen av de tilsvarende toppposisjonene. Etter å ha vurdert de ovennevnte effektene, er toppformen og intensiteten til den simulerte XRD i samsvar med de eksperimentelle resultatene, og den konstruerte modellen kan reprodusere den mikrostrukturelle informasjonen i eksperimentet, noe som indikerer at den teoretisk screenede strukturen er relativt nøyaktig og pålitelig[31,32 ].

Fig. 2 Sammenligning av beregnede og eksperimentelle XRD-mønstre av Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2

For å studere effekten av Mg-fast løsning på strukturell stabilitet, brukte vi første prinsipper kombinert med "frossen fonon-metoden" for å beregne gittervibrasjonsspektrene til P{{0}}NaMnO2 og P{{2} }Na[Mg0.33Mn{{10}}.67]O2. Som vist i figur 3, har besitterbølgen ingen imaginær frekvens i hele Brillouin-sonen, noe som indikerer at P2-Na[Mg0.33Mn0.67]O2 har dynamisk stabilitet. Ved å sammenligne fononspektrene til de to materialene, ble det funnet at Mg-doping ikke endret vibrasjonsfrekvensområdet betydelig og hadde liten innvirkning på gittervibrasjonen. Den Mg-dopete strukturen viste også god dynamisk stabilitet. I tillegg har Bruce et al. vellykket preparert P2 fase Na[Mg0.33Mn0.67]O2 med Mg fast løsning, noe som ytterligere demonstrerte at materialet har ekstra termodynamisk stabilitet. Derfor er det ikke vanskelig å se at P2-Na[Mg0.33Mn0.67]O2 har god strukturell stabilitet.

Fig. 3 Fonondispersjonskurver for (A) NaMnO2 og (B) Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2

2.2 Analyse av elektrokjemiske egenskaper til P2 fase Nax[Mg1/3Mn2/3]O2

For å studere effekten av Mg-doping på de elektrokjemiske egenskapene til materialer, beregnet vi utladningsspenningen til Mg fast løsningsstruktur P{{0}}Nax[Mg0.33Mn{{7} }.67]02 (figur 4). Konsentrasjonsområdet for Na-ioner bestemmes eksperimentelt, det vil si 0.11 Mindre enn eller lik x Mindre enn eller lik 0.66[11].Figur 4(A) viser den strukturelle endringer under utladningsprosessen, og dens tilsvarende spenning (Figur 4(B)) inkluderer hovedsakelig tre plattformer: 3,4, 2,9 og 2,1 V. Den predikerte teoretiske kapasiteten er 152 mAh/g, som i utgangspunktet er i samsvar med de eksperimentelle resultatene[11] . Utladningsspenningskurven beregnet ut fra de første prinsippene er litt høyere enn det faktiske målte resultatet. Hovedårsaken er at den første prinsippberegningen ignorerer påvirkningen av eksperimentelle måleforhold, slik som elektrolytt, litiumionkonduktivitet eksperimentell måletemperatur, etc. Vår tidligere forskning viste[33]at selv om den beregnede utladningsspenningskurven er høyere enn den eksperimentelt målte kurve, er den generelle endringstrenden konsistent. Derfor kan det vurderes at under hele utladningsprosessen er spenningen til Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 i samsvar med de eksperimentelle resultatene[12,20]. Når 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) DFT-beregnede strukturelle endringer og (B) utladningsspenningskurve for P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 under utladning

Under ideelle omstendigheter er valenstilstandene til Mg og Mn i Na2/3[Mg0.33Mn0.67]O2 henholdsvis +2 og +4, og kan ikke fortsette å bli oksidert til høyere valenstilstander. Derfor er det ingen kationelektrokjemisk aktivitet i systemet, og ladnings- og utladningsprosessen til materialet er en anionelektrokjemisk reaksjon. I Na0.67MnO2 er den initiale valenstilstanden til Mn-ioner +3.33. Under ladeprosessen kan Mn-ioner overføre 0.67 elektroner utover for å nå en stabil valens på +4. På dette tidspunktet har alt Na+ blitt frigjort, og gitteroksygenet har aldri deltatt i den elektrokjemiske reaksjonen[34]. Derfor fremstår ladnings- og utladningsprosessen til Na0.67MnO2 som en kationisk elektrokjemisk reaksjon. Mange studier har vist at når antallet elektroner tapt av gitteroksygen er mindre enn 0.33, har den anioniske elektrokjemiske reaksjonen god reversibilitet[11-12,28]. Den overdrevne oksidasjonen av oksygenanioner (antallet tapte elektroner er større enn 0.33) fører til at elektronkonfigurasjonen til oksygen avviker fra den stabile åttekoplerregelen, noe som resulterer i en irreversibel transformasjonsreaksjon og dannelsen av en OO binding. Det kan til og med føre til oksygenutvikling og irreversibel ladning og utladning av elektrodestrukturen [27,35]. I Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2, hvis grensetilstanden for ladningstap vurderes. Det vil si at når Na-ioner er fullstendig løsrevet for å danne Na0[Mg{{40}}.33Mn0.67]O2-strukturen, opprettholder Mg og Mn alltid {{ 45}} og +4 valenser. O-anionet oksideres til -1.67 valens, og mister 0.33 elektroner, som er lavere enn grensen for irreversibel anion elektrokjemisk reaksjon. Derfor, i hele ladereaksjonen av Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2, trenger ikke gitteroksygenet å reorganiseres romlig, og den elektrokjemiske reaksjonen er reversibel. Innføringen av Mg2+ opprettholder ikke bare den reversible spesifikke kapasiteten, men øker også energitettheten til materialet ved å øke utladningsspenningen.

For å bevise den elektrokjemiske aktiviteten til oksygen i Nax[Mg{{0}}.33Mn0.67]O2-materialet under utladningsprosessen, beregnet vi den elektroniske tettheten av tilstander (figur 5) for initial og endelige utslippsstrukturer av materialet. Det ble funnet at under utladningsprosessen ble Na-ioner gradvis innebygd, det totale antallet elektroner i systemet økte, og Fermi-nivået flyttet til et høyere energinivå. Antall hull i O2p-banen minker gradvis, noe som indikerer at elektronene som kommer inn i systemet overføres til de tomme banene med gitteroksygen, og gitteroksygenet reduseres. Under utladningsprosessen av elektrodematerialet deltar gitteroksygenet i den elektrokjemiske reaksjonen av anioner. På dette tidspunktet er det nesten ingen endring i Mn-d orbitale elektroner, og det er ingen ladningsoverføring, det vil si at valenstilstanden til Mn ikke endres under utladningsprosessen, noe som beviser at Mn ikke er elektrokjemisk aktiv[12, 36]. Under utladningsprosessen av P2-NaxMnO2 fortsetter imidlertid elektroner å fylle de høyenergiske tomme orbitalene Mn og O, noe som indikerer at både Mn og O er elektrokjemisk aktive og er en typisk elektrokjemisk reaksjon der anioner og kationer samarbeider .

Fig. 5 Elektronisk tetthet av tilstander til (A) P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 og (B) P2-NaxMnO2 under forskjellig Na ioneinnhold under utslipp

PDOS: anslått tetthet av stater

En konsistent konklusjon kan trekkes gjennom ladningspopulasjonsanalyse (Figur 6). Under utladningsprosessen av Nax[Mg0.33Mn0.67]O2, endres ikke ladningsmengden av Mn-ioner i utgangspunktet, så den deltar ikke i den elektrokjemiske reaksjonen; i prosessen med å øke Na-innholdet fra 0.11 til 0.66, oppnådde O-ionene ca. 0.2e-. Betydelig ladningsfylling skjedde, som viser anionisk elektrokjemisk aktivitet [37]. Gjennom ladningspopulasjonsanalysen av P2-NaxMnO2 ble det funnet at når Na-innholdet øker, deltar Mn og O sammen i den elektrokjemiske reaksjonen. Dette resultatet stemmer overens med analysen av elektronisk tetthet av stater. Det er bevist at den faste løsningen av Mg endrer den elektrokjemiske reaksjonsmekanismen til systemet fra anion- og kation-kooperativ elektrokjemisk reaksjon til en reversibel anion-elektrokjemisk reaksjon, og denne prosessen påvirker ikke materialets ladnings- og utladningsreversibilitet.

Fig. 6 Ladningsanalyse av (A) Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 og (B) P2-NaxMnO2 under forskjellig natriumioninnhold

3 Konklusjon

Denne studien brukte førsteprinsippberegninger for systematisk å studere de mikrostrukturelle egenskapene, kinetisk stabilitet og elektrokjemisk aktivitet til Mg2+ fast løsning P2 fase Nax[Mg1/3Mn2/3]O2. Innføringen av Mg2+ endrer den elektrokjemiske reaksjonstypen til materialet fra den anioniske og kationiske kooperative elektrokjemiske reaksjonen av NaxMnO2 til den reversible anioniske elektrokjemiske reaksjonen av Nax[Mg{{10}}.33Mn{ {16}}.67]O2. Når O-anionet i P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 deltar i den elektrokjemiske reaksjonen, er ladningsforsterkningen og -tapet mindre enn 0,33, som har god reversibilitet. Innføringen av Mg2+ øker ikke bare utladningsspenningen til materialet, men opprettholder også den reversible spesifikke kapasiteten til materialet, og øker til slutt energitettheten til materialet.

I natriumionelektrodematerialer er introduksjon av jordalkalimetaller i overgangsmetalllaget for kationisk fast løsning en ny strategi for optimalisering av materialytelsen. Dens grunnleggende mekanisme er å utløse den elektrokjemiske aktiviteten til anioner ved å ofre den elektrokjemiske aktiviteten til kationer, endre den elektrokjemiske reaksjonsmekanismen til materialet, øke utladningsspenningen og til slutt optimalisere energitettheten til materialet. Denne strategien gir ikke bare en ny metode for design av elektrodematerialer for natrium-ion-batterier, men gir også nye ideer for optimalisering og utforskning av andre ion-batterier.

Referanser

[1] HU YING-YING, WEN ZHAO-YIN, RUI-KUN, et al. State-of-the-art forsknings- og utviklingsstatus for natriumbatterier. Energy Storage Science and Technology, 2013,2(2):81-90.

[2] SHEN GUAN-YE, LI CHEN, XU BING-LIANG, et al. Økonomisk tildeling for energilagringssystem med tanke på vindkraft. Journal of Northeast Electric Power University, 2018,38(4):27-34.

[3] MA CHAO, ZHAO XIAO-LIN, KANG LI-TAO, et al. Ikke-konjugerte dikarboksylatanodematerialer for elektrokjemiske celler. Angew. Chem. Int. Ed., 2018,57(29):8865-8870.

[4] RICHARDS WD, DACEK ST, KITCHAEV DA, et al. Fluorering av litium-overflødig overgangsmetalloksid-katodematerialer. Advanced Energy Materials, 2018,8(5):1701533.

[5] XIANG XING-DE, ZHANG KAI, CHEN JUN. Nylige fremskritt og utsikter for katodematerialer for natriumion-batterier. Adv. Mater., 2015,27(36):5343-5364.

[6] MA CHAO, ZHAO XIAO-LIN, HARRIS MM, et al. Urinsyre som en elektrokjemisk aktiv forbindelse for natriumionbatterier: trinnvise Na+-lagringsmekanismer for π-konjugering og stabilisert karbonanion. ACS Applied Materials & Interfaces, 2017,9(39):33934-33940.

[7] LEE DH, XU JING, MENG Y S. En avansert katode for Na-ion-batterier med høy hastighet og utmerket strukturell stabilitet. Phys. Chem. Chem. Phys., 2013,15(9):3304-3312.

[8] KUBOTA K, YABUUCHI N, YOSHIDA H, et al. Lagdelte oksider som positive elektrodematerialer for Na-ion-batterier. MRS Bulletin, 2014,39(5):416-422.

[9] CLÉMENT RJ, BRUCE PG, GREY C P. Review—manganbaserte P2--type overgangsmetalloksider som natriumionbatteri-katodematerialer. Journal of the Electrochemical Society, 2015,162(14):A2589-A2604.

[10] BERTHELOT R, CARLIER D, DELMAS C. Elektrokjemisk undersøkelse av P2-NaxCoO2 fasediagrammet. Nat. Mater., 2011,10(1):74-80.

[11] YABUUCHI N, HARA R, KUBOTA K, et al. Et nytt elektrodemateriale for oppladbare natriumbatterier: P2-type Na2/3[Mg0.28Mn0.72]O2 med unormalt høy reversibel kapasitet. J. Mater. Chem. A, 2014,2(40):16851-16855.

[12] MAITRA U, HOUSE RA, SOMERVILLE JW, et al. Oksygenredokskjemi uten overskudd av alkalimetallioner i Na2/3[Mg0.28Mn0.72]O2. Nat. Chem., 2018,10(3):288-295.

[13] GUO SHAO-HUA, SUN YANG, YI JIN, et al. Forstå natrium-ion-diffusjon i lagdelte P2- og P3-oksider via eksperimenter og første-prinsippberegninger: en bro mellom krystallstruktur og elektrokjemisk ytelse. NPG Asia Materials, 2016,8:e266.

[14] JI HUI-WEI, KITCHAEV DA, LUN ZHANG-YAN, et al. Beregningsundersøkelse og eksperimentell realisering av uordnede høykapasitets Li-ion-katoder basert på Ni-redoks. Chemistry of Materials, 2019,31(7):2431-2442.

[15] LEE J, URBAN A, LI XIN, et al. Låser opp potensialet til kationforstyrrede oksider for oppladbare litiumbatterier. Science, 2014,343(6170):519-522.

[16] URBAN A, LEE J, CEDER G. Konfigurasjonsrommet for oksider av steinsalttype for høykapasitets litiumbatterielektroder. Advanced Energy Materials, 2014,4(13):1400478.

[17] CHAKRABORTY A, DIXIT M, AURBACH D, et al. Forutsi nøyaktige katodeegenskaper til lagdelte oksidmaterialer ved å bruke SCAN meta-GGA tetthetsfunksjonen. npj Computational Materials, 2018,4:60.

[18] URBAN A, ABDELLAHI A, DACEK S, et al. Elektronisk struktur opprinnelse til kationforstyrrelse i overgangsmetalloksider. Phys. Rev. Lett., 2017,119(17):176402.

[19] ASSAT G, TARASCON J M. Grunnleggende forståelse og praktiske utfordringer ved anionisk redoksaktivitet i Li-ion-batterier. Nature Energy, 2018,3(5):373-386.

[20] YABUUCHI N, NAKAYAMA M, TAKEUCHI M, et al. Opprinnelsen til stabilisering og destabilisering i faststoffredoksreaksjon av oksidioner for litiumionbatterier. Nat. Commun., 2016,7:13814.

[21] SANNYAL A, AHN Y, JANG J. Første prinsippstudie av todimensjonal siligen (2D SiGe) som et anodemateriale i et alkalimetallionbatteri. Computational Materials Science, 2019,165:121-128.

[22] LI HONG, HU YONG-SHENG, PAN HUI-LIN, et al. Forskningsfremgang på elektrodematerialstrukturen til romtemperatur natriumion lagringsbatteri. 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 kationforstyrret elektrode for høyhastighets symmetriske oppladbare natriumionbatterier. Nat. Commun., 2015,6:6954.

[24] WANG QIN-CHAO, MENG JING-KE, YUE XIN-YANG, et al. Tuning av P2-strukturert katodemateriale ved Na-site Mg-erstatning for Na-ion-batterier. J. Am. Chem. Soc., 2019,141(2):840-848.

[25] MENDIBOURD A, DELMAS C, HAGENMULLER C. Elektrokjemisk interkalering og deinterkalering av NaxMnO2-bronser. Academic Press, 1985,57(3):323-331.

[26] SOMERVILLE JW, SOBKOWIAK A, TAPIA-RUIZ N, et al. Arten av "Z"-fasen i lagdelte Na-ion batterikatoder. Energy & Environmental Science, 2019,12(7):2223-2232.

[27] QU JIE, WANG DONG, YANG ZU-GUANG, et al. Ione-doping-sted-variasjon-indusert kompositt katodejustering: en casestudie av lag-tunnel Na0.6MnO2 med Mg2+-doping på Na/Mn-sted. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019,11(30):26938-26945.

[28] SATO T, SATO K, ZHAO WEN-WEN, et al. Metastabile og kationforstyrrede oksider av nanostørrelse av steinsalttype: gjensyn med støkiometrisk LiMnO2 og NaMnO2. Journal of Materials Chemistry A, 2018,6(28):13943-13951.

[29] GUIGNARD M, DELMAS C. Bruke et batteri for å syntetisere nye vanadiumoksider. Chemistry Select, 2017,2(20):5800-5804.

[30] WANG PENG-FEI, YAO HU-RONG, LIU XIN-YU, , et al. Na+/ ledighetsforstyrrelse lover høyhastighets Na-ion-batterier. Science Advances, 2018, 4(3): ear6018.

[31] KIM H, KIM DJ, SEO DH, et al. Ab initio studie av natrium interkalering og mellomfaser i Na0.44MnO2 for natriumionbatteri. Chemistry of Materials, 2012,24(6):1205-1211.

[32] LI XIN, MA XIAO-HUA, SU DONG, et al. Direkte visualisering av Jahn-Teller-effekten koblet til Na-bestilling i Na5/8MnO2. Nat. Mater., 2014,13(6):586-592.

[33] WANG YOUWEI, WANG JUNKAI, ZHAO XIAOLIN, et al. Reduserer ladningsoverpotensialet til Li-O2-batterier gjennom båndjustering av katodedesign. Energy & Environmental Science, 2020,13(8):2540-2548.

[34] ZHENG C, RADHAKRISHNAN B, CHU IH, et al. Effekter av overgangsmetallblanding på Na-ordening og kinetikkinnlagte P2-oksider. Physical Review Applied, 2017,7(6):064003.

[35] LUN ZHENG-YAN, OUYANG B, CAI ZI-JIAN, et al. Designprinsipper for høykapasitets Mn-baserte kationforstyrrede steinsaltkatoder. Chem, 2020,6(1):153-168.

[36] SEO DH, LEE J, URBAN A, et al. Den strukturelle og kjemiske opprinnelsen til oksygenredoksaktiviteten i lagdelte og kationforstyrrede Li-overskytende katodematerialer. Nat. Chem., 2016,8(7):692-697.

[37] BAI QIANG, YANG LU-FENG, CHEN HAI-LONG, et al. Beregningsstudier av elektrodematerialer i natriumionbatterier. Advanced Energy Materials, 2018,8(17):1702998.