Aktiviti Elektrokimia Bahan Elektrod Positif P{{0}}Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 Bateri Ion Natrium
Pengarang:ZHANG Xiaojun1, LI Jiale1,2, QIU Wujie2,3, YANG Miaosen1, LIU Jianjun2,3,4
1. Pusat Teknologi Sains Wilayah Jilin untuk Penukaran Bersih dan Penggunaan Biojisim Bernilai Tinggi, Universiti Tenaga Elektrik Timur Laut, Jilin 132012, China
2. Makmal Utama Negeri Seramik Berprestasi Tinggi dan Mikrostruktur Superfine, Institut Seramik Shanghai, Akademi Sains China, Shanghai 200050, China
3. Pusat Sains Bahan dan Kejuruteraan Optoelektronik, Universiti Akademi Sains China, Beijing 100049, China
4. Pusat Pengajian Kimia dan Sains Bahan, Institut Pengajian Lanjutan Hangzhou, Akademi Sains Universiti China, Hangzhou 310024, China
Abstrak
Dengan kelebihan kos rendah dan pengedaran meluas bahan mentah, bateri natrium-ion dianggap sebagai bahan alternatif terbaik untuk bahan katod bateri lithium-ion. Dalam fasa P2-NaMnO2 dengan struktur berlapis, larutan pepejal binari lapisan logam peralihan boleh meningkatkan prestasi elektrokimia bahan elektrod dengan berkesan. Dalam kajian ini, model struktur Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 dengan larutan pepejal ion Mg telah dibina dengan menggunakan model Coulombic. Pengiraan prinsip pertama mendedahkan bahawa voltan nyahcas Nax[Mg{{10}}.33Mn0.67]O2 mencapai 3.0 V pada kandungan ion natrium kurang daripada {{20}}.67. Ketumpatan elektronik keadaan dan analisis populasi cas menunjukkan bahawa larutan pepejal Mg memotivasikan aktiviti elektrokimia anionik oksigen kekisi dalam P{19}}fasa Nax[Mg0.33Mn0.67]O2, yang mengubah mekanisme tindak balas elektrokimia bagi sistem daripada tindak balas redoks sinergik kationik dan anionik kepada tindak balas redoks anionik boleh balik. Transformasi ini menyediakan kaedah baru untuk reka bentuk bahan elektrod untuk bateri ion Na, serta pendekatan baharu untuk pengoptimuman dan penerokaan bateri ion lain.
Kata kunci:bateri ion natrium; aktiviti elektrokimia; prinsip pertama; doping logam alkali
TOB NEW ENERGY menyediakan satu set lengkapbahan bateri, mesin bateri, penyelesaian barisan pengeluaran bateridan teknologi bateri untuk bateri keadaan pepejal, bateri ion natrium dan pembuatan bateri ion litium.
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, dengan pemasaran industri tenaga baharu seperti tenaga angin dan tenaga suria, orang ramai telah mengemukakan keperluan yang lebih tinggi untuk teknologi penyimpanan tenaga berskala besar[1,2]. Dalam penyelidikan bahan simpanan tenaga, aktiviti elektrokimia dan kestabilan struktur bahan elektrod merupakan salah satu fokus kajian[3,4]. Di antara pelbagai sistem penyimpanan tenaga yang diketahui pada masa ini, bahan bateri lithium-ion agak matang dan digunakan secara meluas. Walau bagaimanapun, masalah seperti pengagihan sumber litium yang tidak sekata dan kesukaran teknologi pemulihan litium telah menyekat penggunaan besar-besaran bateri litium-ion [5, 6, 7]. Natrium, yang berada dalam keluarga yang sama dengan litium, mempunyai ciri-ciri bahan mentah yang banyak, kos rendah, dan pengedaran yang luas. Pada masa yang sama, bateri natrium-ion mempunyai sifat fizikal dan kimia yang serupa dan mekanisme tindak balas elektrokimia kepada bateri litium-ion. Oleh itu, bateri natrium-ion adalah salah satu bahan alternatif yang paling menjanjikan [8,9].
Berthelot et al.[10]mendapati bahawa dalam oksida berlapis NaTMO2 yang mengandungi logam peralihan tunggal (TM), ion natrium dan kekosongan dipesan dalam lapisan natrium tulen, menghasilkan banyak platform voltan untuk jenis oksida ini semasa proses nyahcas. . Ini mengakibatkan pereputan pantas kapasiti khusus dan pengurangan ketara dalam prestasi kitaran, jadi kecekapan penukaran tenaga jenis oksida ini adalah rendah. Unsur larutan pepejal dimasukkan ke dalam lapisan logam peralihan untuk membentuk susunan campuran logam peralihan binari atau berbilang unsur. Bahan elektrod mengandungi sejumlah besar caj bercelaru, yang boleh menekan platform voltan di atas dengan berkesan dan meningkatkan kecekapan penukaran tenaga. Yabuuchi et al.[11]menggunakan Na2CO3, (MgCO3)4Mg(OH)2·5H2O dan MnCO3 sebagai bahan mentah. Tindak balas keadaan pepejal telah dijalankan pada 900 darjah selama 12 jam untuk mendapatkan bahan elektrod P2 fasa Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2 bercelaru binari dengan larutan pepejal Mg. Mereka mendapati bahawa pada ketumpatan arus 10 mA/g, kapasiti spesifik awal bahan katod Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2 fasa P2 yang disediakan adalah lebih kurang 150 mAh/g[11]. Rendah sedikit daripada kapasiti khusus Na2/3MnO2 (184 mAh/g). Bruce et al.[12]mendapati bahawa walaupun terdapat tindak balas elektrokimia oksigen kekisi dalam fasa P2 Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2, tiada pemendakan oksigen diperhatikan. Ia menunjukkan bahawa pengenalan Mg meningkatkan kebolehterbalikan kitaran dan kapasiti spesifik bahan yang boleh diterbalikkan. Walau bagaimanapun, semasa proses cas dan nyahcas, mekanisme tindak balas elektrokimia mikroskopik oksigen kekisi dalam sistem ini masih tidak jelas, dan mekanisme penyelesaian pepejal Mg meningkatkan kestabilan sistem juga tidak jelas.
Oleh itu, kerja ini mengambil fasa P2 Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 sebagai objek penyelidikan dan mengguna pakai kaedah pengiraan prinsip pertama teori fungsi ketumpatan (DFT). Kajian sistematik tentang aktiviti elektrokimia dan kestabilan struktur prestasi nyahcas Nax[Mg0.33Mn0.67]bahan katod O2 dengan larutan pepejal ion Mg telah dijalankan. Bagi menjelaskan mekanisme mikroskopik bahan elektrod dalam tindak balas elektrokimia pada skala mikro elektron dan atom, ia akan memberikan rujukan untuk pemahaman proses elektrokimia dan reka bentuk bahan baharu.
1 Kaedah pengiraan
Pengiraan dalam kerja ini adalah berdasarkan perisian asas gelombang satah pakej VASP [13,14] teori fungsi ketumpatan. Kaedah gelombang satah tambahan digunakan[15], dan fungsi korelasi pertukaran ialah penghampiran kecerunan umum (GGA) dalam bentuk Perdew-Burker-Ernzerhof[13,16]. Parameter Hubbard U diperkenalkan untuk membetulkan elektron d Mn, dan nilai U berkesan ialah 3.9 eV[17,18]. Tenaga potong bagi gelombang satah bawah ialah 600 eV. Apabila kelonggaran ion selesai, daya pada semua atom adalah kurang daripada 0.1 eV·nm-1. Apabila mengoptimumkan struktur kristal, struktur sel super 3×3×1 (72 atom) digunakan, pemalar kekisi ialah 0.874 nm×0.874 nm×1.056 nm, dan k- grid titik zon Brillouin ialah 3×3×3[19]. Kaedah fonon beku digunakan untuk mengira spektrum getaran kekisi dalam pakej perisian Phonopy. Untuk mengelakkan pengaruh keadaan sempadan berkala, struktur supercell 3×3×1 digunakan untuk mengira pemalar daya dan spektrum fonon bagi fasa P2 NaMnO2 dan Na[Mg0.33Mn0.67]O2. Model Coulomb cas titik digunakan untuk mengira dengan pantas penghunian ion bagi struktur desodium, dan konfigurasi pendudukan Na dengan tenaga Coulomb terendah dipilih untuk pengiraan prinsip pertama yang lebih tepat[20]. Voltan nyahcas bahan elektrod boleh dinyatakan sebagai[20]:
$V=-\frac{G(\text{N}{{\text{a}}_{{{x}_{2}}}}\text{M }{{\text{O}}_{2}})-G(\text{N}{{\text{a}}_{{{x}_ {1}}}}\text{M}{{\text{O}}_{2}})-({{x}_{2}}-{{x}{ {16}}{1}})G(\text{Na})}{({{x}_{2}}-{{x}_{1}}){{ e}^{-}}}$
Di mana G ialah jumlah tenaga sistem yang sepadan, dan e- ialah cas unsur[21].
2 Keputusan dan perbincangan
2.1 Ciri-ciri mikrostruktur dan kestabilan struktur
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, dan Mn akan membentuk susunan kation yang tidak teratur. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1(A), mod penyusunan oksigen kekisi ialah ABBA..., Mg dan Mn masing-masing menduduki tapak oktahedral antara lapisan AB oksigen, dan Na menduduki tapak prisma segi tiga antara lapisan oksigen AA dan BB[ 25,26]. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1(B), terdapat susunan sarang lebah Mg dan Mn dalam lapisan logam peralihan[27], yang serupa dengan susunan antara Li dan Mn dalam sebatian kaya litium[28]. Oktahedron [MgO6] disusun dengan 6 oktahedron [MnO6] berkongsi tepi[29,30]. Dalam lapisan logam alkali Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2, terdapat dua tapak kekisi untuk ion natrium. Satu disusun dengan bahagian atas dan bawah lapisan oktahedron [MgO6] atau [MnO6] berkongsi tepi. Satu lagi disusun secara koplanar dengan lapisan atas dan bawah oktahedron [MgO6] atau [MnO6].
Rajah 1 Rajah skematik P2-Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2
Dalam struktur dengan kandungan ion natrium yang berbeza, ion natrium dipengaruhi oleh interaksi Coulomb antara Mn dan Mg dalam lapisan logam peralihan dan ion Na dalam lapisan logam alkali, menunjukkan dua mod menduduki yang berbeza. Oleh itu, kerja ini mula-mula menggunakan model Coulomb untuk menyaring keluar fasa P2 Na0 dengan pantas.67[Mg0.33Mn0.67]O2 konfigurasi dengan tenaga Coulomb terendah. Untuk mengesahkan rasionaliti, kami mengira dan mensimulasikan corak XRD bagi konfigurasi yang disaring ini dan membandingkannya dengan hasil yang diukur[11]. Keputusan ditunjukkan dalam Rajah 2. Yang dikira (016) dan (110) dianjak sedikit ke kanan berbanding dengan pencirian eksperimen, yang disebabkan terutamanya oleh kewujudan struktur amorf dan rosak dalam beberapa satah kristal bahan yang disediakan secara eksperimen. . Struktur model pengiraan adalah struktur kristal yang sempurna, jadi terdapat sisihan tertentu antara peluasan XRD dan keamatan puncak simulasi pengiraan dan keputusan eksperimen. Di samping itu, terdapat susunan ion Na dalam kedua-dua satah kristal ini, dan penyisipan dan detasmen ion Na adalah satu lagi sebab yang mungkin untuk peralihan kedudukan puncak yang sepadan. Selepas mempertimbangkan kesan di atas, bentuk puncak dan keamatan XRD simulasi adalah konsisten dengan keputusan eksperimen, dan model yang dibina boleh menghasilkan semula maklumat mikrostruktur dalam eksperimen, menunjukkan bahawa struktur yang disaring secara teori adalah agak tepat dan boleh dipercayai [31,32]. ].
Rajah 2 Perbandingan corak XRD yang dikira dan percubaan bagi Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2
Untuk mengkaji kesan larutan pepejal Mg pada kestabilan struktur, kami menggunakan prinsip pertama digabungkan dengan "kaedah fonon beku" untuk mengira spektrum getaran kekisi P{{0}}NaMnO2 dan P{{2} }Na[Mg0.33Mn{{10}}.67]O2. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3, gelombang pemilik tidak mempunyai frekuensi khayalan di seluruh zon Brillouin, menunjukkan bahawa P2-Na[Mg0.33Mn0.67]O2 mempunyai kestabilan dinamik. Dengan membandingkan spektrum fonon kedua-dua bahan, didapati bahawa doping Mg tidak banyak mengubah julat frekuensi getaran dan mempunyai sedikit kesan ke atas getaran kekisi. Struktur Mg-doped juga menunjukkan kestabilan dinamik yang baik. Di samping itu, Bruce et al. berjaya menyediakan fasa P2 Na[Mg0.33Mn0.67]O2 dengan larutan pepejal Mg, yang seterusnya menunjukkan bahawa bahan tersebut mempunyai kestabilan termodinamik tambahan. Oleh itu, tidak sukar untuk melihat bahawa P2-Na[Mg0.33Mn0.67]O2 mempunyai kestabilan struktur yang baik.
Rajah 3 Lengkung serakan fonon bagi (A) NaMnO2 dan (B) Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2
2.2 Analisis sifat elektrokimia fasa P2 Nax[Mg1/3Mn2/3]O2
Untuk mengkaji kesan doping Mg pada sifat elektrokimia bahan, kami mengira voltan nyahcas struktur larutan pepejal Mg P{{0}}Nax[Mg0.33Mn{{7} }.67]O2 (Rajah 4). Julat kepekatan ion Na ditentukan secara eksperimen, iaitu 0.11 Kurang daripada atau sama dengan x Kurang daripada atau sama dengan 0.66[11].Rajah 4(A) menunjukkan struktur berubah semasa proses nyahcas, dan voltan sepadannya (Rajah 4(B)) terutamanya merangkumi tiga platform: 3.4, 2.9 dan 2.1 V. Kapasiti teori yang diramalkan ialah 152 mAh/g, yang pada asasnya konsisten dengan keputusan eksperimen[11] . Keluk voltan nyahcas yang dikira daripada prinsip pertama adalah lebih tinggi sedikit daripada hasil yang diukur sebenar. Sebab utama ialah pengiraan prinsip pertama mengabaikan pengaruh keadaan pengukuran eksperimen, seperti elektrolit, suhu pengukuran eksperimen kekonduksian ion litium, dsb. Penyelidikan kami sebelum ini menunjukkan[33]bahawa walaupun lengkung voltan nyahcas yang dikira adalah lebih tinggi daripada yang diukur secara eksperimen. keluk, arah aliran perubahan keseluruhan adalah konsisten. Oleh itu, boleh dianggap bahawa semasa keseluruhan proses nyahcas, voltan Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 adalah konsisten dengan keputusan percubaan[12,20]. Apabila 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.
Rajah 4 (A) perubahan struktur yang dikira DFT dan (B) lengkung voltan nyahcas P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 semasa nyahcas
Dalam keadaan yang ideal, keadaan valens Mg dan Mn dalam Na2/3[Mg0.33Mn0.67]O2 masing-masing ialah +2 dan +4, dan tidak boleh diteruskan untuk dioksidakan kepada keadaan valens yang lebih tinggi. Oleh itu, tiada aktiviti elektrokimia kation dalam sistem, dan proses cas dan nyahcas bahan adalah tindak balas elektrokimia anion. Dalam Na0.67MnO2, keadaan valens awal ion Mn ialah +3.33. Semasa proses pengecasan, ion Mn boleh memindahkan 0.67 elektron ke luar untuk mencapai valens stabil +4. Pada masa ini, semua Na+ telah dibebaskan, dan oksigen kekisi tidak pernah mengambil bahagian dalam tindak balas elektrokimia [34]. Oleh itu, proses cas dan nyahcas Na0.67MnO2 muncul sebagai tindak balas elektrokimia kationik. Banyak kajian telah menunjukkan bahawa apabila bilangan elektron yang hilang oleh oksigen kekisi kurang daripada 0.33, tindak balas elektrokimia anionik mempunyai kebolehbalikan yang baik[11-12,28]. Pengoksidaan anion oksigen yang berlebihan (bilangan elektron yang hilang lebih besar daripada 0.33) menyebabkan konfigurasi elektron oksigen menyimpang daripada peraturan lapan-ganding yang stabil, mengakibatkan tindak balas penjelmaan tidak boleh balik dan pembentukan ikatan OO. Ia juga boleh membawa kepada evolusi oksigen dan cas dan pelepasan struktur elektrod yang tidak boleh diubah [27,35]. Dalam Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2, jika keadaan had kehilangan caj dipertimbangkan. Iaitu, apabila ion Na tertanggal sepenuhnya untuk membentuk Na0[Mg{{40}}.33Mn0.67]struktur O2, Mg dan Mn sentiasa mengekalkan {{ 45}} dan +4 valens. Anion O dioksidakan kepada -1.67 valens, kehilangan 0.33 elektron, yang lebih rendah daripada had tindak balas elektrokimia anion tak boleh balik. Oleh itu, dalam keseluruhan tindak balas pengecasan Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2, oksigen kekisi tidak perlu disusun semula secara spatial dan tindak balas elektrokimia boleh diterbalikkan. Pengenalan Mg2+ bukan sahaja mengekalkan kapasiti spesifik boleh balik, tetapi juga meningkatkan ketumpatan tenaga bahan dengan meningkatkan voltan nyahcas.
Untuk membuktikan aktiviti elektrokimia oksigen dalam bahan Nax[Mg{{{0}}.33Mn0.67]O2 semasa proses nyahcas, kami mengira ketumpatan elektronik keadaan (Rajah 5) untuk permulaan dan struktur pelepasan akhir bahan. Didapati bahawa semasa proses nyahcas, ion Na secara beransur-ansur tertanam, jumlah bilangan elektron dalam sistem meningkat, dan tahap Fermi berpindah ke tahap tenaga yang lebih tinggi. Bilangan lubang dalam orbit O2p secara beransur-ansur berkurangan, menunjukkan bahawa elektron yang memasuki sistem dipindahkan ke orbit kosong oksigen kekisi, dan oksigen kekisi berkurangan. Semasa proses pelepasan bahan elektrod, oksigen kekisi mengambil bahagian dalam tindak balas elektrokimia anion. Pada masa ini, hampir tiada perubahan dalam elektron orbital Mn-d, dan tiada pemindahan cas, iaitu, keadaan valens Mn tidak berubah semasa proses nyahcas, membuktikan bahawa Mn tidak aktif secara elektrokimia[12, 36]. Walau bagaimanapun, semasa proses nyahcas P2-NaxMnO2, elektron terus mengisi orbital kosong Mn dan O bertenaga tinggi, menunjukkan bahawa kedua-dua Mn dan O adalah aktif secara elektrokimia dan merupakan tindak balas elektrokimia biasa di mana anion dan kation bekerjasama. .
Rajah 5 Ketumpatan elektronik bagi keadaan (A) P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 dan (B) P2-NaxMnO2 di bawah Na berbeza kandungan ion semasa pelepasan
PDOS: unjuran kepadatan negeri
Kesimpulan yang konsisten boleh dibuat melalui analisis populasi caj (Rajah 6). Semasa proses nyahcas Nax[Mg0.33Mn0.67]O2, jumlah cas ion Mn pada asasnya tidak berubah, jadi ia tidak mengambil bahagian dalam tindak balas elektrokimia; dalam proses meningkatkan kandungan Na daripada 0.11 kepada 0.66, ion O memperoleh kira-kira 0.2e- . Pengisian cas yang ketara berlaku, menunjukkan aktiviti elektrokimia anionik[37]. Melalui analisis populasi cas P2-NaxMnO2, didapati bahawa apabila kandungan Na meningkat, Mn dan O bersama-sama mengambil bahagian dalam tindak balas elektrokimia. Keputusan ini konsisten dengan analisis ketumpatan elektronik negeri. Dibuktikan bahawa larutan pepejal Mg mengubah mekanisme tindak balas elektrokimia sistem daripada tindak balas elektrokimia koperasi anion dan kation kepada tindak balas elektrokimia anion boleh balik, dan proses ini tidak menjejaskan kebolehbalikan cas dan nyahcas bahan.
Rajah 6 Analisis cas bagi (A) Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 dan (B) P2-NaxMnO2 di bawah kandungan ion natrium yang berbeza
3 Kesimpulan
Kajian ini menggunakan pengiraan prinsip pertama untuk mengkaji secara sistematik ciri mikrostruktur, kestabilan kinetik dan aktiviti elektrokimia bagi Mg2+ larutan pepejal P2 fasa Nax[Mg1/3Mn2/3]O2. Pengenalan Mg2+ menukar jenis tindak balas elektrokimia bahan daripada tindak balas elektrokimia koperasi anionik dan kationik NaxMnO2 kepada tindak balas elektrokimia anionik boleh balik Nax[Mg{{10}}.33Mn{ {16}}.67]O2. Apabila anion O dalam P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 mengambil bahagian dalam tindak balas elektrokimia, julat keuntungan dan kehilangan cas adalah kurang daripada 0.33, yang mempunyai nilai yang baik. keterbalikan. Pengenalan Mg2+ bukan sahaja meningkatkan voltan nyahcas bahan, tetapi juga mengekalkan kapasiti khusus bahan boleh balik, dan akhirnya meningkatkan ketumpatan tenaga bahan.
Dalam bahan elektrod ion natrium, memperkenalkan logam alkali tanah ke dalam lapisan logam peralihan untuk larutan pepejal kationik ialah strategi pengoptimuman prestasi bahan baharu. Mekanisme asasnya adalah untuk mencetuskan aktiviti elektrokimia anion dengan mengorbankan aktiviti elektrokimia kation, menukar mekanisme tindak balas elektrokimia bahan, meningkatkan voltan nyahcas, dan akhirnya mengoptimumkan ketumpatan tenaga bahan. Strategi ini bukan sahaja menyediakan kaedah baharu untuk reka bentuk bahan elektrod untuk bateri natrium-ion, tetapi juga menyediakan idea baharu untuk pengoptimuman dan penerokaan bateri ion lain.
Rujukan
[1] HU YING-YING, WEN ZHAO-YIN, RUI-KUN, et al. Status penyelidikan dan pembangunan terkini bagi bateri natrium. Sains dan Teknologi Penyimpanan Tenaga, 2013,2(2):81-90.
[2] SHEN GUAN-YE, LI CHEN, XU BING-LIANG, et al. Peruntukan ekonomi untuk sistem penyimpanan tenaga mempertimbangkan kuasa angin. Journal of Northeast Electric Power University, 2018,38(4):27-34.
[3] MA CHAO, ZHAO XIAO-LIN, KANG LI-TAO, et al. Bahan anod dikarboksilat tidak berkonjugasi untuk sel elektrokimia. Angew. Kimia. Int. Ed., 2018,57(29):8865-8870.
[4] RICHARDS WD, DACEK ST, KITCHAEV DA, et al. Fluorinasi bahan katod logam oksida peralihan litium berlebihan. Bahan Tenaga Termaju, 2018,8(5):1701533.
[5] XIANG XING-DE, ZHANG KAI, CHEN JUN. Kemajuan terkini dan prospek bahan katod untuk bateri natrium-ion. Adv. Mater., 2015,27(36):5343-5364.
[6] MA CHAO, ZHAO XIAO-LIN, HARRIS MM, et al. Asid urik sebagai sebatian aktif secara elektrokimia untuk bateri natrium-ion: mekanisme penyimpanan Na+-berperingkat bagi π-konjugasi dan anion karbon terstabil. Bahan & Antara Muka Gunaan ACS, 2017,9(39):33934-33940.
[7] LEE DH, XU JING, MENG Y S. Katod termaju untuk bateri Na-ion dengan kadar tinggi dan kestabilan struktur yang sangat baik. Fizik. Kimia. Kimia. Fizik, 2013,15(9):3304-3312.
[8] KUBOTA K, YABUUCHI N, YOSHIDA H, et al. Oksida berlapis sebagai bahan elektrod positif untuk bateri Na-ion. Buletin MRS, 2014,39(5):416-422.
[9] CLÉMENT RJ, BRUCE PG, KELABU C P. Semak semula—oksida logam peralihan jenis P2-mangan sebagai bahan katod bateri ion natrium. Journal of the Electrochemical Society, 2015,162(14):A2589-A2604.
[10] BERTHELOT R, CARLIER D, DELMAS C. Penyiasatan elektrokimia bagi rajah fasa P2-NaxCoO2. Nat. Mater., 2011,10(1):74-80.
[11] YABUUCHI N, HARA R, KUBOTA K, et al. Bahan elektrod baharu untuk bateri natrium boleh dicas semula: P2-jenis Na2/3[Mg0.28Mn0.72]O2 dengan kapasiti boleh balik yang tinggi secara anomali. J. Mater. Kimia. A, 2014,2(40):16851-16855.
[12] MAITRA U, RUMAH RA, SOMERVILLE JW, et al. Kimia redoks oksigen tanpa lebihan ion alkali-logam dalam Na2/3[Mg0.28Mn0.72]O2. Nat. Kimia, 2018,10(3):288-295.
[13] GUO SHAO-HUA, SUN YANG, YI JIN, et al. Memahami resapan natrium-ion dalam oksida P2 dan P3 berlapis melalui eksperimen dan pengiraan prinsip pertama: jambatan antara struktur kristal dan prestasi elektrokimia. Bahan NPG Asia, 2016,8:e266.
[14] JI HUI-WEI, KITCHAEV DA, LUN ZHANG-YAN, et al. Penyiasatan pengiraan dan realisasi eksperimen bagi katod Li-ion berkapasiti tinggi bercelaru berdasarkan redoks Ni. Kimia Bahan, 2019,31(7):2431-2442.
[15] LEE J, BANDAR A, LI XIN, et al. Membuka kunci potensi oksida bercelaru kation untuk bateri litium boleh dicas semula. Sains, 2014,343(6170):519-522.
[16] URBAN A, LEE J, CEDER G. Ruang konfigurasi oksida jenis garam batu untuk elektrod bateri litium berkapasiti tinggi. Bahan Tenaga Lanjutan, 2014,4(13):1400478.
[17] CHAKRABORTY A, DIXIT M, AURBACH D, et al. Meramalkan sifat katod yang tepat bagi bahan oksida berlapis menggunakan fungsi ketumpatan meta-GGA SCAN. Bahan Pengiraan npj, 2018,4:60.
[18] BANDAR A, ABDELLAHI A, DACEK S, et al. Asal struktur elektronik gangguan kation dalam oksida logam peralihan. Fizik. Rev. Lett., 2017,119(17):176402.
[19] ASSAT G, TARASCON J M. Pemahaman asas dan cabaran praktikal aktiviti redoks anionik dalam bateri Li-ion. Tenaga Alam Semula Jadi, 2018,3(5):373-386.
[20] YABUUCHI N, NAKAYAMA M, TAKEUCHI M, et al. Asal-usul penstabilan dan ketidakstabilan dalam tindak balas redoks keadaan pepejal ion oksida untuk bateri litium-ion. Nat. Komuniti, 2016,7:13814.
[21] SANNYAL A, AHN Y, JANG J. Kajian prinsip pertama tentang siligen dua dimensi (2D SiGe) sebagai bahan anod bagi bateri ion logam alkali. Sains Bahan Pengiraan, 2019,165:121-128.
[22] LI HONG, HU YONG-SHENG, PAN HUI-LIN, et al. Kemajuan penyelidikan mengenai struktur bahan elektrod bateri penyimpanan ion natrium suhu bilik. 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]Elektrod bercelaru kation O2 untuk bateri natrium-ion boleh dicas semula simetri berkadar tinggi. Nat. Komuniti, 2015,6:6954.
[24] WANG QIN-CHAO, MENG JING-KE, YUE XIN-YANG, et al. Menala bahan katod berstruktur P2-dengan penggantian Mg tapak Na untuk bateri Na-ion. J. Am. Kimia. Soc., 2019,141(2):840-848.
[25] MENDIBOURD A, DELMAS C, HAGENMULLER C. Interkalasi elektrokimia dan penyahinterkalaan gangsa NaxMnO2. Academic Press, 1985,57(3):323-331.
[26] SOMERVILLE JW, SOBKOWIAK A, TAPIA-RUIZ N, et al. Sifat fasa "Z" dalam katod bateri Na-ion berlapis. Tenaga & Sains Alam Sekitar, 2019,12(7):2223-2232.
[27] QU JIE, WANG DONG, YANG ZU-GUANG, et al. Pelarasan katod komposit disebabkan oleh ion-doping-variasi-tapak: kajian kes terowong lapisan Na0.6MnO2 dengan Mg2+ doping di tapak Na/Mn. ACS Appl. Mater. Antara Muka, 2019,11(30):26938-26945.
[28] SATO T, SATO K, ZHAO WEN-WEN, et al. Oksida jenis garam batu yang tidak stabil dan bersaiz nano: tinjauan semula LiMnO2 dan NaMnO2 stoikiometrik. Jurnal Kimia Bahan A, 2018,6(28):13943-13951.
[29] GUIGNARD M, DELMAS C. Menggunakan bateri untuk mensintesis vanadium oksida baharu. Chemistry Select, 2017,2(20):5800-5804.
[30] WANG PENG-FEI, YAO HU-RONG, LIU XIN-YU, , et al. Gangguan Na+/ kekosongan menjanjikan bateri Na-ion berkadar tinggi. Kemajuan Sains, 2018, 4(3): eaar6018.
[31] KIM H, KIM DJ, SEO DH, et al. Ab initio kajian interkalasi natrium dan fasa perantaraan dalam Na0.44MnO2 untuk bateri natrium-ion. Kimia Bahan, 2012,24(6):1205-1211.
[32] LI XIN, MA XIAO-HUA, SU DONG, et al. Visualisasi langsung kesan Jahn-Teller digandingkan dengan pesanan Na dalam Na5/8MnO2. Nat. Mater., 2014,13(6):586-592.
[33] WANG YOUWEI, WANG JUNKAI, ZHAO XIAOLIN, et al. Mengurangkan kelebihan cas bateri Li-O2 melalui reka bentuk katod penjajaran jalur. Tenaga & Sains Alam Sekitar, 2020,13(8):2540-2548.
[34] ZHENG C, RADHAKRISHNAN B, CHU IH, et al. Kesan pencampuran logam peralihan pada susunan Na dan oksida P2 berlapis kinetik. Semakan Fizikal Digunapakai, 2017,7(6):064003.
[35] LUN ZHENG-YAN, OUYANG B, CAI ZI-JIAN, et al. Prinsip reka bentuk untuk katod garam batu bercacat kation berasaskan Mn berkapasiti tinggi. Chem, 2020,6(1):153-168.
[36] SEO DH, LEE J, BANDAR A, et al. Asal struktur dan kimia aktiviti redoks oksigen dalam bahan katod Li-lebihan berlapis dan bercacat kation. Nat. Chem., 2016,8(7):692-697.
[37] BAI QIANG, YANG LU-FENG, CHEN HAI-LONG, et al. Kajian pengiraan bahan elektrod dalam bateri natrium-ion. Bahan Tenaga Lanjutan, 2018,8(17):1702998.
