Elektrochemische activiteit van positief elektrodemateriaal van P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2-natriumionbatterij

Elektrochemische activiteit van positieve elektrode Materiaal van P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2-natriumionbatterij

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

Samenvatting

Met de voordelen van lage kosten en brede distributie van grondstoffen, natriumionbatterijen worden beschouwd als de beste alternatieve materialen hiervoor kathodematerialen voor lithium-ionbatterijen. In de P2-fase NaMnO2 met gelaagde structuur, kan een binaire vaste oplossing van de overgangsmetaallaag effectief zijn verbeter de elektrochemische prestaties van het elektrodemateriaal. Hierin studie, het structurele model van Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 met Mg-ion vaste oplossing werd geconstrueerd met behulp van het Coulombic-model. De Uit berekeningen van de eerste principes bleek dat de ontlaadspanning van Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 3,0 V bereikte bij een natriumionengehalte van minder dan 0,67. Elektronische toestandsdichtheid en lading populatieanalyse toonde aan dat de vaste oplossing van Mg het anion motiveerde elektrochemische activiteit van roosterzuurstof in de P2-fase Nax[Mg0.33Mn0.67]O2, die transformeerde het elektrochemische reactiemechanisme van het systeem van kationisch en anionisch synergische redoxreactie naar omkeerbare anionische redoxreactie. Dit transformatie biedt een nieuwe methode voor het ontwerp van elektrodematerialen voor Na-ionbatterijen, evenals een nieuwe aanpak voor de optimalisatie en onderzoek naar andere ionenbatterijen.

Zoekwoordenï¼ natriumionbatterij ; elektrochemisch activiteit; eerste principe; alkalimetaaldotering

TOB NEW ENERGY biedt een volledige set batterijmaterialen, batterijmachine, batterijproductielijnoplossing en batterijtechnologie voor solid-state batterijen, Natriumionbatterij en productie van lithiumionbatterijen.

Berthelot et al.[10]vonden dat in het gelaagde oxide NaTMO2 dat een enkel overgangsmetaal (TM) bevat, natrium ionen en vacatures worden in de zuivere natriumlaag geordend, waardoor er veel ontstaan spanningsplatforms voor dit type oxide tijdens het ontladingsproces. . Dit resulteert in een snel verval van de specifieke capaciteit en een aanzienlijke vermindering van de capaciteit cyclusprestaties, dus de energieomzettingsefficiëntie van dit type oxide is laag. Vaste oplossingselementen worden in de overgangsmetaallaag geïntroduceerd vormen een gemengde opstelling van binaire of zelfs uit meerdere elementen bestaande overgangsmetalen. De elektrodemateriaal bevat een groot aantal ongeordende ladingen, wat wel het geval kan zijn onderdruk effectief het bovenstaande spanningsplatform en verbeter de energieconversie efficiëntie. Yabuuchi et al.[11]gebruikten Na2CO3, (MgCO3)4Mg(OH)2·5H2O en MnCO3 als grondstoffen. Er werd een vastestofreactie uitgevoerd bij 900 °C 12 uur om een ​​binaire ongeordende P2-fase Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2-elektrode te verkrijgen materiaal met Mg vaste oplossing. Ze ontdekten dat bij een stroomdichtheid van 10 mA/g, de initiële specifieke capaciteit van de bereide P2-fase Het Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2-kathodemateriaal was ongeveer 150 mAh/g[11]. Lichtelijk lager dan de specifieke capaciteit van Na2/3MnO2 (184 mAh/g). Bruce et al. ontdekten dat er weliswaar een elektrochemische reactie van rooster plaatsvond zuurstof in de P2-fase Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2, er vond geen zuurstofneerslag plaats waargenomen. Het laat zien dat de introductie van Mg de omkeerbaarheid van de cyclus verbetert en omkeerbare specifieke capaciteit van het materiaal. Echter, tijdens het opladen en ontladingsproces, het microscopische elektrochemische reactiemechanisme van de roosterzuurstof in dit systeem is nog steeds onduidelijk, en het mechanisme waardoor Ook de vaste Mg-oplossing verbetert de stabiliteit van het systeem.

Daarom duurt dit werk de P2-fase Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 als onderzoeksobject en neemt de eerste principes over berekeningsmethode van dichtheidsfunctionaaltheorie (DFT). Een systematisch onderzoek naar de elektrochemische activiteit en structurele stabiliteit van de ontlading Prestaties van Nax[Mg0.33Mn0.67]O2-kathodemateriaal met vaste oplossing van Mg ionen werden uitgevoerd. Om het microscopische mechanisme van de elektrode te verduidelijken materialen in elektrochemische reacties op de microschaal van elektronen en atomen, zal het een referentie bieden voor het begrip van elektrochemie processen en het ontwerp van nieuwe materialen.

1 Berekeningsmethode

De berekeningen in dit werk zijn gebaseerd op het VASP-pakket met vlakke golfbasissoftware [13,14] van dichtheid functionele theorie. Er wordt gebruik gemaakt van de additieve vlakke golfmethode [15], en de functionele uitwisselingscorrelatie is de gegeneraliseerde gradiëntbenadering (GGA) in de vorm van Perdew-Burker-Ernzerhof[13,16]. De Hubbard parameter U wordt geïntroduceerd om de d-elektronen van Mn en de effectieve U te corrigeren waarde is 3,9 eV[17,18]. De afsnijenergie van de lagere vlakke golf bedraagt ​​600 eV. Wanneer de ionenrelaxatie is voltooid, zijn de krachten op alle atomen minder dan 0,1 eV·nm-1. Bij het optimaliseren van de kristalstructuur wordt een 3×3×1 (72 atomen) supercelstructuur wordt gebruikt, de roosterconstante is 0,874 nmÃ0,874 nmÃ1,056 nm, en het k-puntraster van de Brillouin-zone is 3×3×3[19]. De De bevroren fononmethode werd gebruikt om het roostertrillingsspectrum te berekenen het Phonopy-softwarepakket. Om de invloed van periodiek te vermijden randvoorwaarden werd een 3×3×1 supercelstructuur gebruikt om de krachtconstanten en fononspectra van P2-fase NaMnO2 en Na[Mg0,33Mn0,67]O2. Om snel de ionenbezetting te berekenen, wordt gebruik gemaakt van het puntlading Coulomb-model van de denatriumstructuur, en de Na-bezettingsconfiguratie met de laagste Coulomb-energie wordt geselecteerd voor nauwkeurigere basisberekeningen[20]. De ontladingsspanning van het elektrodemateriaal kan worden uitgedrukt als [20]:

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

Waar G de totale energie is van de overeenkomstig systeem, en e- is de elementlading[21].

2 Resultaten en discussie

2.1 Microstructurele kenmerken en structurele stabiliteit

De ruimtegroep van de P2-fase NaMnO2 structuur is R$\bar{3}m (Fig. 1)[22,23]. De ruimtelijke configuratie van de Mg vaste oplossing Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2 structuur is vergelijkbaar met die van NaMnO2. Mg-ionen vervangen 1/3 van de Mn-ionen in de overgangsmetaallaag. De de theoretische ionenverhouding van Mg tot Mn is 1:2. Experimentele karakterisering gevonden dat bij deze verhouding Mg-ionen in de Nax[Mg0.33Mn0.67]O2-structuur alleen ongeordende afspraken met Mn, waarbij de volgorde van de Na-laag behouden blijft [24]. Wanneer de ionenverhouding Mg:Mn 1:2, zullen Mg, Na en Mn een ongeordend geheel vormen. rangschikking van kationen. Zoals weergegeven in figuur 1(A), de stapelmodus van rooster zuurstof is ABBA..., Mg en Mn bezetten respectievelijk de octaëdrische plaatsen ertussen de zuurstof-AB-lagen, en Na bezet de driehoekige prismaplaatsen tussen de zuurstof AA- en BB-lagen [25,26]. Zoals weergegeven in figuur 1(B) is dat zo een honingraatopstelling van Mg en Mn in de overgangsmetaallaag [27], wat vergelijkbaar is met de regeling tussen Li en Mn in lithiumrijke verbindingen [28]. De [MgO6] octaëder is gerangschikt met 6 gemeenschappelijke [MnO6] octaëders randen[29,30]. In de alkalimetaallaag van de Na0,67[Mg0,33Mn0,67]O2-structuur, er zijn twee roosterplaatsen voor natriumionen. Eén is gerangschikt met de bovenste en onderste lagen van [MgO6] of [MnO6] octaëders randen delen. De andere is coplanair gerangschikt met bovenste en onderste lagen [MgO6]- of [MnO6]-octaëders.

Afb. 1 Schematisch diagram van P2-Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2

In structuren met verschillende natriumionen inhoud worden natriumionen beïnvloed door de Coulomb-interactie tussen Mn en Mg in de overgangsmetaallaag en Na-ionen in de alkalimetaallaag, zichtbaar twee verschillende bezettingsmodi. Daarom wordt in dit werk eerst gebruik gemaakt van de Coulomb model om snel de P2-fase Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2-configuratie uit te zoeken met de laagste Coulomb-energie. Om de rationaliteit te verifiëren, hebben we berekende en simuleerde de XRD-patronen van deze gescreende configuraties en vergeleek ze met de gemeten resultaten[11]. De resultaten worden getoond in Figuur 2. De berekende (016) en (110) zijn iets naar rechts verschoven vergeleken met de experimentele karakterisering, die voornamelijk te danken is aan de bestaan ​​van amorfe en defecte structuren in sommige kristalvlakken van de experimenteel bereide materialen. De structuur van het rekenmodel is een perfecte kristalstructuur, er zit dus een zekere afwijking tussen de XRD verbreding en piekintensiteit van de computationele simulatie en de experimentele resultaten. Bovendien zit hierin een rangschikking van Na-ionen twee kristalvlakken, en het inbrengen en losmaken van Na-ionen is een andere mogelijke reden voor de verschuiving van de overeenkomstige piekposities. Na gezien de bovenstaande effecten, de piekvorm en intensiteit van de gesimuleerde XRD komt overeen met de experimentele resultaten, en het geconstrueerde model kan dat ook reproduceer de microstructurele informatie in het experiment, wat dit aangeeft de theoretisch gescreende structuur is relatief nauwkeurig en betrouwbaar[31,32].

Afb. 2 Vergelijkingn van berekende en experimentele XRD patronen van Na0,67[Mg0,33Mn0,67]O2

Om het effect van Mg vast te bestuderen oplossing voor structurele stabiliteit gebruikten we de eerste principes in combinatie met de "bevroren fononmethode" om de roostertrillingsspectra van te berekenen P2-NaMnO2 en P2-Na[Mg0,33Mn0,67]O2. Zoals weergegeven in figuur 3, de bezittergolf heeft geen denkbeeldige frequentie in de hele Brillouin-zone, wat erop wijst P2-Na[Mg0,33Mn0,67]O2 heeft dynamische stabiliteit. Door de fononspectra van te vergelijken van de twee materialen bleek dat Mg-doping de eigenschappen niet significant veranderde trillingsfrequentiebereik en had weinig invloed op de roostertrilling. De Met Mg gedoteerde structuur vertoonde ook een goede dynamische stabiliteit. Bovendien hebben Bruce et al. met succes bereide P2-fase Na[Mg0.33Mn0.67]O2 met Mg vaste oplossing, wat verder aantoonde dat het materiaal extra thermodynamisch is stabiliteit. Daarom is het niet moeilijk in te zien dat P2-Na[Mg0,33Mn0,67]O2 goede structurele stabiliteit.

Afb. 3 Fonon-dispersiecurven van (A) NaMnO2 en (B) Na0,67[Mg0,33Mn0,67]O2

2.2 Analyse van elektrochemische eigenschappen van P2-fase Nax[Mg1/3Mn2/3]O2

Om het effect van Mg-doping te bestuderen op basis van de elektrochemische eigenschappen van materialen berekenden we de ontlading spanning van Mg vaste oplossingsstructuur P2-Nax[Mg0,33Mn0,67]O2 (Figuur 4). De concentratiebereik van Na-ionen wordt experimenteel bepaald, dat wil zeggen: 0,11â¤xâ¤0,66[11].Figuur 4(A) toont de structurele veranderingen tijdens de het ontladingsproces en de bijbehorende spanning (Figuur 4(B)) omvat voornamelijk drie platforms: 3,4, 2,9 en 2,1 V. De voorspelde theoretische capaciteit is 152 mAh/g, wat in principe consistent is met de experimentele resultaten[11]. De ontladingsspanningscurve berekend op basis van de eerste principes is enigszins hoger dan het werkelijke meetresultaat. De belangrijkste reden is dat de eerste principes berekening negeert de invloed van experimentele metingen omstandigheden, zoals experimenteel elektrolyt, lithiumionengeleidbaarheid meettemperatuur, enz. Uit ons eerdere onderzoek[33] bleek dat hoewel de berekende ontladingsspanningscurve hoger is dan de experimenteel gemeten curve is de algehele veranderingstrend consistent. Daarom kan ervan worden uitgegaan dat tijdens het gehele afvoerproces de spanning van Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 komt overeen met de experimentele resultaten[12,20]. Wanneer x<66% heeft Nax[Mg0,33Mn0,67]O2 een hoge spanning van ongeveer 3,0 V, en er is geen duidelijk aanvullend spanningsplatform, wat aangeeft dat de vervanging van Mg2+ door Mn3+ tot gevolg heeft dat de herschikking van natriumionen wordt geremd en structurele faseverandering. Uit eerdere laad- en ontlaadstudies met NaMnO2 en andere systemen is gebleken dat de ordelijke rangschikking van overgangsmetalen meestal gepaard gaat met meer spanningsplatforms.

Afb. 4 (A) Door DFT berekende structurele veranderingen en (B) ontlaadspanningscurve van P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 tijdens ontlading

Onder ideale omstandigheden is de valentie toestanden van Mg en Mn in Na2/3[Mg0,33Mn0,67]O2 zijn respectievelijk +2 en +4, en kan niet verder worden geoxideerd naar hogere valentietoestanden. Daarom is er geen kation elektrochemische activiteit in het systeem, en het laden en ontladen proces van het materiaal is een anion-elektrochemische reactie. In Na0,67MnO2, de initiële valentietoestand van Mn-ionen is +3,33. Tijdens het laadproces wordt Mn ionen kunnen 0,67 elektronen naar buiten overbrengen om een ​​stabiele valentie van +4 te bereiken. Bij deze keer is alle Na+ vrijgegeven en de zuurstof in het rooster nooit nam deel aan de elektrochemische reactie[34]. Daarom is de Het laad- en ontlaadproces van Na0,67MnO2 verschijnt als een kationisch proces elektrochemische reactie. Veel onderzoeken hebben aangetoond dat wanneer het aantal elektronen verloren door roosterzuurstof is minder dan 0,33, de anionische elektrochemische stof reactie heeft een goede omkeerbaarheid [11-12,28]. De overmatige oxidatie van zuurstofanionen (het aantal verloren elektronen is groter dan 0,33) veroorzaakt de elektronenconfiguratie van zuurstof om af te wijken van de stbekwame acht-koppelregel, resulterend in een onomkeerbare transformatiereactie en de vorming van een O-O-obligatie. Het kan zelfs leiden tot zuurstofontwikkeling en onomkeerbare lading ontlading van de elektrodestructuur [27,35]. In Na0,67[Mg0,33Mn0,67]O2, als rekening wordt gehouden met de grenstoestand van ladingsverlies. Dat dat wil zeggen, wanneer Na-ionen volledig worden losgemaakt om de Na0[Mg0.33Mn0.67]O2 te vormen structuur behouden Mg en Mn altijd +2 en +4 valenties. Het O-anion is dat wel geoxideerd tot -1,67 valentie, waarbij 0,33 elektronen verloren gaan, wat lager is dan de limiet van een onomkeerbare anion-elektrochemische reactie. Daarom in het geheel Bij een reactie van Na0,67[Mg0,33Mn0,67]O2 heeft het rooster geen zuurstof nodig ruimtelijk te worden gereorganiseerd en de elektrochemische reactie is omkeerbaar. De introductie van Mg2+ handhaaft niet alleen de omkeerbare specifieke capaciteit, maar verhoogt ook de energiedichtheid van het materiaal door de ontlaadspanning.

Om de elektrochemische stof te bewijzen activiteit van zuurstof in het Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 materiaal tijdens de ontlading proces berekenden we de elektronische toestandsdichtheid (Figuur 5) voor de initiële en uiteindelijke afvoerstructuren van het materiaal. Dat werd gevonden tijdens het ontladingsproces werden geleidelijk Na-ionen ingebed, het totale aantal Het aantal elektronen in het systeem nam toe en het Fermi-niveau ging naar een hoger niveau energie niveau. Het aantal gaten in de O2p-baan neemt geleidelijk af, wat aangeeft dat de elektronen die het systeem binnenkomen, naar het lege systeem worden overgebracht banen van roosterzuurstof, en de roosterzuurstof wordt verminderd. Tijdens de ontladingsproces van het elektrodemateriaal, waaraan het roosterzuurstof deelneemt de elektrochemische reactie van anionen. Op dit moment is er vrijwel geen verandering in de Mn-d-orbitale elektronen, en er is geen ladingsoverdracht, dat wil zeggen de De valentietoestand van Mn verandert niet tijdens het ontladingsproces, wat dit bewijst Mn is niet elektrochemisch actief[12,36]. Echter, tijdens de ontladingsproces van P2-NaxMnO2 blijven elektronen het hoogenergetische Mn vullen en O lege orbitalen, wat aangeeft dat zowel Mn als O elektrochemisch zijn actief en zijn een typische elektrochemische reactie waarbij anionen en kationen samenwerken.

Afb. 5 Elektronische toestandsdichtheid van (A) P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 en (B) P2-NaxMnO2 onder verschillende Na-ionen inhoud tijdens ontlading

PDOS: geprojecteerd toestandsdichtheid

Er kan een consistente conclusie worden getrokken via ladingspopulatieanalyse (Figuur 6). Tijdens het ontslagproces van Nax[Mg0.33Mn0.67]O2, de ladingshoeveelheid van Mn-ionen verandert in principe niet, dus het neemt niet deel aan de elektrochemische reactie; in het proces van door het Na-gehalte te verhogen van 0,11 naar 0,66, verkregen de O-ionen ongeveer 0,2e-. Er vond een significante ladingsvulling plaats, die anionische elektrochemische activiteit vertoonde [37]. Via de ladingspopulatieanalyse van P2-NaxMnO2 werd dit gevonden dat naarmate het Na-gehalte toeneemt, Mn en O gezamenlijk deelnemen aan de elektrochemische reactie. Dit resultaat komt overeen met de analyse van elektronische toestandsdichtheid. Het is bewezen dat de vaste oplossing van Mg verandert het elektrochemische reactiemechanisme van het systeem van anion en kation coöperatieve elektrochemische reactie op een omkeerbaar anion elektrochemische reactie, en dit proces heeft geen invloed op de lading en ontladingsomkeerbaarheid van het materiaal.

Afb. 6 Opladen analyse van (A) Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 en (B) P2-NaxMnO2 onder verschillende natriumionen inhoud

3 Conclusie

Deze studie maakte gebruik van de eerste principes berekeningen om systematisch de microstructurele kenmerken te bestuderen, kinetische stabiliteit en elektrochemische activiteit van de Mg2+ vaste oplossing P2 fase Nax[Mg1/3Mn2/3]O2. De introductie van Mg2+ verandert de elektrochemie reactietype van het materiaal uit de anionische en kationische coöperatie elektrochemische reactie van NaxMnO2 met de omkeerbare anionische elektrochemische reactie reactie van Nax[Mg0,33Mn0,67]O2. Wanneer het O-anion in P2-Nax[Mg0,33Mn0,67]O2 deelneemt aan de elektrochemische reactie, is het bereik van de ladingsversterking en -verlies minder dan 0,33, wat een goede omkeerbaarheid heeft. De introductie van Mg2+ niet alleen verhoogt de ontlaadspanning van het materiaal, maar handhaaft ook de omkeerbare specifieke capaciteit van het materiaal, en verhoogt uiteindelijk de energiedichtheid van het materiaal.

In natriumionelektrodematerialen, het introduceren van aardalkalimetalen in de transitie metal laag voor kationisch solide oplossing is een nieuwe strategie voor optimalisatie van materiaalprestaties. Het is eenvoudig Het mechanisme is om de elektrochemische activiteit van anionen te activeren door ze op te offeren de elektrochemische activiteit van kationen, waardoor de elektrochemische reactie verandert mechanisme van het materiaal, het verhogen van de ontlaadspanning en uiteindelijk het optimaliseren van de energiedichtheid van het materiaal. Deze strategie biedt niet alleen een nieuwe methode voor het ontwerp van elektrodematerialen voor natrium-ionbatterijen, maar biedt ook nieuwe ideeën voor de optimalisatie en verkenning van andere ionen batterijen.

Referenties

[1] HU YING-YING, WEN ZHAO-YIN, RUI-KUN, en al. State-of-the-art onderzoeks- en ontwikkelingsstatus van natriumbatterijen. Energie opslag Wetenschap en technologie, 2013,2(2):81-90.

[2] SHEN GUAN-YE, LI CHEN, XU BING-LIANG, en al. Economische allocatie voor een energieopslagsysteem waarbij rekening wordt gehouden met windenergie. Tijdschrift van Noordoost Electric Power University, 2018,38(4):27-34.

[3] MA CHAO, ZHAO XIAO-LIN, KANG LI-TAO, et al. Niet-geconjugeerd dicarboxylaatanodematerialen voor elektrochemische cellen. Enge. Chem. Int. Ed., 2018,57(29):8865-8870.

[4] RICHARDS W D, DACEK S T, KITCHAEV D A, et al. Fluorering van kathodematerialen met een overmaat aan lithium-overgangsmetaaloxide. Geavanceerde energie Materialen, 2018,8(5):1701533.

[5] XIANG XING-DE, ZHANG KAI, CHEN JUN. Recente ontwikkelingen en vooruitzichten van kathodematerialen voor natrium-ionbatterijen. Gev. Mater., 2015,27(36):5343-5364.

[6] MA CHAO, ZHAO XIAO-LIN, HARRIS M M, et al. Urinezuur als elektrochemisch actieve verbinding voor natrium-ionbatterijen: stapsgewijze Na+-opslagmechanismen van Ï-conjugatie en gestabiliseerd koolstofanion. ACS toegepaste materialen & Interfaces, 2017,9(39):33934-33940.

[7] LEE D H, XU JING, MENG Y S. Een geavanceerde kathode voor Na-ion-batterijen met hoge snelheid en uitstekende structurele stabiliteit. Fys. Chem. Chem. Phys., 2013,15(9):3304-3312.

[8] KUBOTA K, YABUUCHI N, YOSHIDA H, et al. Gelaagde oxiden als positieve elektrodematerialen voor Na-ion-batterijen. MRS-bulletin, 2014,39(5):416-422.

[9] CLÃMENT R J, BRUCE P G, GREY C P. Reviewâmangaan- gebaseerde P2-type overgangsmetaaloxiden als kathodematerialen voor natriumionenbatterijen. Tijdschrift van de Elektrochemische Vereniging, 2015,162(14):A2589-A2604.

[10] BERTHELOT R, CARLIER D, DELMAS C. Elektrochemisch onderzoek van het P2-NaxCoO2-fasediagram. Nat. Mater., 2011,10(1):74-80.

[11] YABUUCHI N, HARA R, KUBOTA K, en al. Een nieuwe elektrode materiaal voor oplaadbare natriumbatterijen: P2-type Na2/3[Mg0,28Mn0,72]O2 met abnormaal hoge omkeerbaar vermogen. J. Mater. Chem. A, 2014,2(40):16851-16855.

[12] MAITRA U, HUIS R A, SOMERVILLE JW, et al. Zuurstof redox chemie zonder overtollige alkalimetaalionen in Na2/3[Mg0,28Mn0,72]O2. Nat. Chem., 2018,10(3):288-295.

[13] GUO SHAO-HUA, SUN YANG, YI JIN, en al. Begrip natriumionendiffusie in gelaagde P2- en P3-oxiden via experimenten en berekeningen met de eerste principes: een brug tussen kristalstructuur en elektrochemische prestaties. NPG Asia Materials, 2016,8:e266.

[14] JI HUI-WEI, KITCHAEV DA, LUN ZHANG-YAN, et al. Computationeel onderzoek en experimentele realisatie van ongeordende Li-ion met hoge capaciteit kathoden op basis van Ni-redox. Chemie van Materialen, 2019,31(7):2431-2442.

[15] LEE J, URBAN A, LI XIN, en al. Het ontgrendelen van de potentieel van kation-verstoorde oxiden voor oplaadbare lithiumbatterijen. Wetenschap, 2014,343(6170):519-522.

[16] URBAN A, LEE J, CEDER G. De configuratie ruimte van steenzoutachtige oxiden voor lithiumbatterij-elektroden met hoge capaciteit. Geavanceerde energie Materialen, 2014,4(13):1400478.

[17] CHAKRABORTY A, DIXIT M, AURBACH D, en al. Accuraat voorspellen kathode-eigenschappen van gelaagde oxidematerialen met behulp van de SCAN meta-GGA-dichtheid functioneel. npj Computationeel Materialen, 2018, 4:60.

[18] URBAN A, ABDELLAHI A, DACEK S, en al. Elektronische structuur Oorsprong van kationstoornis in overgangsmetaaloxiden. Fys. Rev. Lett., 2017,119(17):176402.

[19] ASSAT G, TARASCON JM. Fundamenteel begrip en praktische uitdagingen van anionische redoxactiviteit in Li-ion batterijen. Natuurenergie, 2018,3(5):373-386.

[20] YABUUCHI N, NAKAYAMA M, TAKEUCHI M, en al. Herkomst van stabilisatie en destabilisatie bij redoxreacties in vaste toestand van oxide-ionen voor lithium-ionbatterijen. Nat. Comm., 2016,7:13814.

[21] SANNYAL A, AHN Y, JANG J. Eerste principes studie naar het tweedimensionale siligene (2D SiGe) als anodemateriaal van een alkalimetaalionbatterij. Computationeel Materiaalkunde, 2019,165:121-128.

[22] LI HONG, HU YONG-SHENG, PAN HUI-LIN, en al. Onderzoeksvoortgang op elektrode materiaalstructuur van natriumionenopslagbatterij op kamertemperatuur. Scientia Sinica Chimica, 2014,44(8):1269-1279.

[23] WANG YUE-SHENG, XIAO RUI-JUAN, HU YONG-SHENG, en al. P2-Na0.6[Cr0.6Ti0.4]O2-kation-verstoorde elektrode voor hoogwaardige symmetrische oplaadbare natrium-ionbatterijen. Nat. Comm., 2015,6:6954.

[24] WANG QIN-CHAO, MENG JING-KE, YUE XIN-YANG, en al. Tuning P2-gestructureerd kathodemateriaal door Na-site Mg-substitutie voor Na-ion-batterijen. J. Am. Chem. Soc., 2019,141(2):840-848.

[25] MENDIBOURD A, DELMAS C, HAGENMULLER C. Elektrochemisch intercalatie en de-intercalatie van NaxMnO2-bronzen. Academic Press, 1985,57(3):323-331.

[26] SOMERVILLE JW, SOBKOWIAK A, TAPIA-RUIZ N, et al. Aard van de âZâ-fase in gelaagde Na-ion batterijkathodes. Energie & Milieuwetenschappen, 2019,12(7):2223-2232.

[27] QU JIE, WANG DONG, YANG ZU-GUANG, en al. Ion-doping- door plaatsvariatie geïnduceerde aanpassing van de samengestelde kathode: een case study van laagtunnel Na0,6MnO2 met Mg2+-dotering op de Na/Mn-plaats. ACS-appl. Mater. Interfaces, 2019,11(30):26938-26945.

[28] SATO T, SATO K, ZHAO WEN-WEN, et al. Metastabiel en Kation-verstoorde steenzoutachtige oxiden van nanogrootte: heroverweging van stoichiometrie LiMnO2 en NaMnO2. Tijdschrift voor materialen Chemie A, 2018,6(28):13943-13951.

[29] GUIGNARD M, DELMAS C. Een batterij gebruiken nieuwe vanadiumoxiden synthetiseren. Chemie Select, 2017,2(20):5800-5804.

[30] WANG PENG-FEI, YAO HU-RONG, LIU XIN-YU, , et al. Na+/leegstandverstoring belooft hoogwaardige Na-ion-batterijen. Science Advances, 2018, 4(3): oor6018.

[31] KIM H, KIM D J, SEO D H, et al. Ab initio studie van de natriumintercalatie en tussenfasen in Na0,44MnO2 voor natrium-ionbatterijen. Chemie van Materialen, 2012,24(6):1205-1211.

[32] LI XIN, MA XIAO-HUA, SU DONG, en al. Directe visualisatie van het Jahn-Teller-effect gekoppeld aan Na-ordening in Na5/8MnO2. Nat. Mater., 2014,13(6):586-592.

[33] WANG YOUWEI, WANG JUNKAI, ZHAO XIAOLIN, en al. Het verminderen van de lading overpotentiaal van Li-O2-batterijen door kathodeontwerp met banduitlijning. Energie & Milieuwetenschappen, 2020,13(8):2540-2548.

[34] ZHENG C, RADHAKRISHNAN B, CHU IH, et al. Effecten van overgangsmetaalmenging op Na-ordening en kinetiek ingelaagde P2-oxiden. Fysieke beoordeling Toegepast, 2017,7(6):064003.

[35] LUN ZHENG-YAN, OUYANG B, CAI ZI-JIAN, en al. Ontwerpprincipes voor Mn-gebaseerde kation-verstoorde steenzoutkathodes met hoge capaciteit. Chem, 2020,6(1):153-168.

[36] SEO D H, LEE J, URBAN A, et al. De structurele en chemische oorsprong van de zuurstofredoxactiviteit in gelaagde en kation-verstoorde Li-overtollige kathodematerialen. Nat. Chem., 2016,8(7):692-697.

[37] BAI QIANG, YANG LU-FENG, CHEN HAI-LONG, en al. Computationele studies van elektrodematerialen in natrium-ionbatterijen. Geavanceerde energie Materialen, 2018,8(17):1702998.