Катод ионно-натриевой батареи P{{0}}Nax[Mg0.33Mn0.67]O2

Электрохимическая активность материала положительного электрода P{{0}}Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 натрий-ионной батареи

Автор:ЧЖАН Сяоцзюнь¹, Ли Цзялэ^1,2, ЦЮ Уцзе^2,3, ЯН Мяосэнь¹, ЛЮ Цзяньцзюнь^2,3,4

1. Научно-технический центр чистой переработки и ценного использования биомассы провинции Цзилинь, Северо-восточный университет электроэнергетики, Цзилинь 132012, Китай

2. Государственная ключевая лаборатория высокоэффективной керамики и сверхтонкой микроструктуры, Шанхайский институт керамики, Китайская академия наук, Шанхай 200050, Китай

3. Центр материаловедения и оптоэлектроники, Университет Китайской академии наук, Пекин 100049, Китай.

4. Школа химии и материаловедения, Институт перспективных исследований Ханчжоу, Университет Китайской академии наук, Ханчжоу 310024, Китай

Абстрактный

Благодаря преимуществам низкой стоимости и широкому распространению сырья, натрий-ионные батареи считаются лучшими альтернативными материалами для катодных материалов литий-ионных батарей. В фазе P2- NaMnO2 со слоистой структурой бинарный твердый раствор слоя переходного металла может эффективно улучшить электрохимические характеристики материала электрода. В данной работе структурная модель Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 с твердым раствором ионов Mg была построена с использованием кулоновской модели. Расчеты из первых принципов показали, что напряжение разряда Nax[Mg{{10}}.33Mn0.67]O2 достигает 3.0 В при содержании ионов натрия менее чем {{20}}.67. Анализ электронной плотности состояний и заряженности показал, что твердый раствор Mg мотивирует анионную электрохимическую активность решеточного кислорода в P2-фазе Nax[Mg0.33Mn0.67]O2, что трансформирует механизм электрохимической реакции система от катионной и анионной синергической окислительно-восстановительной реакции к обратимой анионной окислительно-восстановительной реакции. Это преобразование обеспечивает новый метод разработки электродных материалов для ионных натриевых батарей, а также новый подход к оптимизации и исследованию других ионных батарей.

Ключевые слова:натрий-ионный аккумулятор; электрохимическая активность; первый принцип; легирование щелочными металлами

TOB NEW ENERGY предоставляет полный наборматериалы для батарей, аккумуляторная машина, Решение для линии по производству аккумуляторови аккумуляторные технологии для производства твердотельных батарей, натрий-ионных батарей и литий-ионных батарей.

В последние годы, с рынком новых энергетических отраслей, таких как энергия ветра и солнечная энергия, люди выдвинули более высокие требования к крупномасштабным технологиям хранения энергии[1,2]. При исследовании материалов для хранения энергии электрохимическая активность и структурная стабильность электродных материалов являются одним из направлений исследований [3,4]. Среди различных систем хранения энергии, известных в настоящее время, материалы для литий-ионных аккумуляторов являются относительно зрелыми и широко используются. Однако такие проблемы, как неравномерное распределение литиевых ресурсов и сложность технологии восстановления лития, серьезно ограничивают широкомасштабное применение литий-ионных батарей[5, 6, 7]. Натрий, принадлежащий к тому же семейству, что и литий, отличается обилием сырья, низкой стоимостью и широким распространением. В то же время натрий-ионные аккумуляторы имеют схожие с литий-ионными аккумуляторами физико-химические свойства и механизмы электрохимических реакций. Поэтому натрий-ионные аккумуляторы являются одним из наиболее перспективных альтернативных материалов[8,9].

Бертелот и др. [10] обнаружили, что в слоистом оксиде NaTMO2, содержащем один переходный металл (TM), ионы натрия и вакансии упорядочиваются в слое чистого натрия, что приводит к появлению множества платформ напряжения для этого типа оксида во время процесса разряда. . Это приводит к быстрому снижению удельной мощности и значительному снижению производительности цикла, поэтому эффективность преобразования энергии этого типа оксидов низкая. Элементы твердого раствора вводятся в слой переходного металла с образованием смешанной структуры бинарных или даже многоэлементных переходных металлов. Материал электрода содержит большое количество неупорядоченных зарядов, которые могут эффективно подавлять вышеуказанную платформу напряжения и повышать эффективность преобразования энергии. Ябуучи и др. [11] использовали в качестве сырья Na2CO3, (MgCO3)4Mg(OH)2·5H2O и MnCO3. Твердофазную реакцию проводили при 900 градусах в течение 12 часов с получением электродного материала Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2 бинарной неупорядоченной фазы P2 с твердым раствором Mg. Они обнаружили, что при плотности тока 10 мА/г исходная удельная емкость приготовленного катодного материала P2-фазы Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2 составляла примерно 150 мАч/г[11]. Немного ниже удельной емкости Na2/3MnO2 (184 мАч/г). Брюс и др. [12] обнаружили, что, хотя и происходила электрохимическая реакция решеточного кислорода в P2-фазе Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2, осаждения кислорода не наблюдалось. Показано, что введение Mg улучшает обратимость цикла и обратимую удельную емкость материала. Однако в процессе заряда и разряда микроскопический механизм электрохимической реакции решеточного кислорода в этой системе до сих пор неясен, а также неясен механизм, с помощью которого твердый раствор Mg улучшает стабильность системы.

Таким образом, в данной работе в качестве объекта исследования принимается фаза P2 Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 и применяется метод расчета из первых принципов теории функционала плотности (DFT). Проведено систематическое исследование электрохимической активности и структурной стабильности разрядных характеристик катодного материала Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 с твердым раствором ионов Mg. Чтобы прояснить микроскопический механизм электродных материалов в электрохимических реакциях на микроуровне электронов и атомов, он станет основой для понимания электрохимических процессов и разработки новых материалов.

1 Метод расчета

Расчеты в этой работе основаны на пакете программного обеспечения VASP [13,14] теории функционала плотности на основе плоских волн. Используется аддитивный метод плоских волн [15], а обменно-корреляционным функционалом является обобщенное градиентное приближение (GGA) в форме Пердью-Беркера-Эрнцерхофа [13,16]. Параметр Хаббарда U вводится для коррекции d-электронов Mn, а эффективное значение U составляет 3,9 эВ [17,18]. Энергия обрезания нижней плоской волны равна 600 эВ. Когда релаксация ионов завершена, силы, действующие на все атомы, становятся меньше 0,1 эВ·нм-1. При оптимизации кристаллической структуры используется структура суперячейки 3×3×1 (72 атома), постоянная решетки составляет 0,874 нм×0,874 нм×1,056 нм, а k- сетка точек зоны Бриллюэна имеет размер 3×3×3[19]. Метод замороженных фононов был использован для расчета спектра колебаний решетки в пакете программ Phonopy. Чтобы избежать влияния периодических граничных условий, для расчета силовых констант и фононных спектров P2-фазы NaMnO2 и Na[Mg0,33Mn0,67]O2 использовалась структура суперячейки 3×3×1. Кулоновская модель точечного заряда используется для быстрого расчета заполнения ионами структуры дезнатия, а конфигурация заполнения Na с наименьшей кулоновской энергией выбирается для более точных расчетов из первых принципов [20]. Разрядное напряжение материала электрода можно выразить как[20]:

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

Где G — полная энергия соответствующей системы, а e- — заряд элемента[21].

2 Результаты и обсуждение

2.1 Микроструктурные характеристики и структурная стабильность

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 и Mn образуют беспорядочное расположение катионов. Как показано на рисунке 1(A), режим укладки решеточного кислорода представляет собой ABBA..., Mg и Mn соответственно занимают октаэдрические позиции между слоями кислорода AB, а Na занимает позиции треугольной призмы между слоями кислорода AA и BB. 25,26]. Как показано на рисунке 1(B), в слое переходного металла наблюдается сотовое расположение Mg и Mn[27], подобное расположению Li и Mn в соединениях с высоким содержанием лития[28]. Октаэдр [MgO6] состоит из 6 октаэдров [MnO6] с общими ребрами[29,30]. В слое щелочного металла структуры Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2 имеются два узла решетки для ионов натрия. Один состоит из верхнего и нижнего слоев октаэдров [MgO6] или [MnO6], имеющих общие края. Другой расположен копланарно с верхним и нижним слоями октаэдров [MgO6] или [MnO6].

Рис. 1 Принципиальная схема P2-Na2/3[Mg1/3Mn2/3]O2

В структурах с различным содержанием ионов натрия на ионы натрия влияет кулоновское взаимодействие между Mn и Mg в слое переходного металла и ионами Na в слое щелочного металла, проявляя две разные моды заполнения. Поэтому в этой работе сначала используется кулоновская модель, чтобы быстро отсеять конфигурацию фазы P2 Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2 с наименьшей кулоновской энергией. Для проверки рациональности мы рассчитали и смоделировали рентгенограммы этих экранированных конфигураций и сравнили их с результатами измерений [11]. Результаты представлены на рисунке 2. Рассчитанные (016) и (110) немного смещены вправо по сравнению с экспериментальной характеристикой, что связано в основном с наличием аморфных и дефектных структур в некоторых кристаллических плоскостях экспериментально полученных материалов. . Структура вычислительной модели представляет собой идеальную кристаллическую структуру, поэтому существует определенное отклонение между рентгеновским уширением и пиковой интенсивностью компьютерного моделирования и экспериментальными результатами. Кроме того, в этих двух кристаллических плоскостях происходит расположение ионов Na, а внедрение и отрыв ионов Na является еще одной возможной причиной смещения положений соответствующих пиков. После рассмотрения вышеперечисленных эффектов форма пика и интенсивность смоделированного XRD согласуются с экспериментальными результатами, и построенная модель может воспроизводить микроструктурную информацию в эксперименте, что указывает на то, что теоретически экранированная структура является относительно точной и надежной [31,32]. ].

Рис. 2. Сравнение расчетных и экспериментальных рентгенограмм Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2

Чтобы изучить влияние твердого раствора Mg на структурную стабильность, мы использовали основные принципы в сочетании с «методом замороженных фононов» для расчета спектров колебаний решетки P{{0}}NaMnO2 и P{{2}. }Na[Mg0.33Mn{{10}}.67]O2. Как показано на рисунке 3, обладательская волна не имеет мнимой частоты во всей зоне Бриллюэна, что указывает на то, что P2-Na[Mg0.33Mn0.67]O2 обладает динамической стабильностью. Сравнивая фононные спектры двух материалов, было обнаружено, что легирование Mg существенно не меняет диапазон частот колебаний и мало влияет на колебания решетки. Структура, легированная магнием, также показала хорошую динамическую стабильность. Кроме того, Брюс и др. успешно подготовил фазу P2 Na[Mg0.33Mn0.67]O2 с твердым раствором Mg, что еще раз продемонстрировало, что материал обладает дополнительной термодинамической стабильностью. Поэтому нетрудно видеть, что P2-Na[Mg0,33Mn0,67]O2 обладает хорошей структурной стабильностью.

Рис. 3. Фононные дисперсионные кривые NaMnO2 (А) и Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2 (Б).

2.2 Анализ электрохимических свойств фазы P2 Nax[Mg1/3Mn2/3]O2

С целью изучения влияния легирования Mg на электрохимические свойства материалов мы рассчитали разрядное напряжение структуры твердого раствора Mg P{{0}}Nax[Mg0.33Mn{{7} }.67]O2 (рис. 4). Диапазон концентрации ионов Na определяется экспериментально, то есть 0.11 Меньше или равен x Меньше или равен 0.66[11]. На рис. 4(A) показана структурная изменяется в процессе разряда, а соответствующее ему напряжение (рис. 4(Б)) в основном включает три платформы: 3,4, 2,9 и 2,1 В. Прогнозируемая теоретическая емкость составляет 152 мАч/г, что в основном согласуется с экспериментальными результатами[11] . Кривая напряжения разряда, рассчитанная на основе первых принципов, немного выше фактического измеренного результата. Основная причина заключается в том, что расчет по первым принципам игнорирует влияние экспериментальных условий измерения, таких как электролит, температура экспериментального измерения литий-ионной проводимости и т. д. Наши предыдущие исследования показали [33], что, хотя рассчитанная кривая напряжения разряда выше, чем экспериментально измеренная кривая, общая тенденция изменений является последовательной. Следовательно, можно считать, что в течение всего процесса разряда напряжение Nax[Mg0.33Mn0,67]O2 соответствует экспериментальным результатам[12,20]. Когда х<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.

Рис. 4 (A) Структурные изменения, рассчитанные с помощью DFT, и (B) кривая напряжения разряда P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 во время разряда.

В идеальных обстоятельствах валентные состояния Mg и Mn в Na2/3[Mg0.33Mn0.67]O2 равны +2 и +4 соответственно и не могут продолжаться. окисляться до высших валентных состояний. Поэтому в системе отсутствует катионная электрохимическая активность, а процесс заряда и разряда материала представляет собой анионную электрохимическую реакцию. В Na0.67MnO2 исходное валентное состояние ионов Mn равно +3.33. В процессе зарядки ионы Mn могут переносить 0,67 электронов наружу, достигая стабильной валентности +4. В это время весь Na+ высвободился, а решеточный кислород ни разу не участвовал в электрохимической реакции[34]. Таким образом, процесс заряда и разряда Na0.67MnO2 выглядит как катионная электрохимическая реакция. Многие исследования показали, что когда число электронов, теряемых решеточным кислородом, меньше 0,33, анионная электрохимическая реакция имеет хорошую обратимость[11-12,28]. Чрезмерное окисление анионов кислорода (количество потерянных электронов превышает 0.33) приводит к отклонению электронной конфигурации кислорода от правила стабильных восьми связей, что приводит к необратимой реакции превращения и образованию ООО облигация. Это может даже привести к выделению кислорода и необратимому заряду и разряду структуры электрода[27,35]. В Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2, если рассматривать предельное состояние потери заряда. То есть, когда ионы Na полностью отделяются с образованием структуры Na0[Mg{{40}}.33Mn0.67]O2, Mg и Mn всегда сохраняют {{ 45}} и +4 валентности. Анион О окисляется до валентности -1.67, теряя 0.33 электронов, что ниже предела необратимой анионной электрохимической реакции. Следовательно, во всей реакции зарядки Na0.67[Mg0.33Mn0.67]O2 кислород решетки не нуждается в пространственной реорганизации, и электрохимическая реакция является обратимой. Введение Mg2+ не только сохраняет обратимую удельную емкость, но и увеличивает плотность энергии материала за счет увеличения разрядного напряжения.

Чтобы доказать электрохимическую активность кислорода в материале Nax[Mg{{0}}.33Mn0,67]O2 в процессе разряда, мы рассчитали электронную плотность состояний (рис. 5) для исходного и окончательные структуры выгрузки материала. Было обнаружено, что в процессе разряда ионы Na постепенно внедряются, общее число электронов в системе увеличивается, а уровень Ферми переходит на более высокий энергетический уровень. Число дырок на орбите O2p постепенно уменьшается, что свидетельствует о том, что поступающие в систему электроны переходят на пустые орбиты решеточного кислорода, а решеточный кислород восстанавливается. В процессе разряда электродного материала кислород решетки участвует в электрохимической реакции анионов. В это время практически не происходит изменения орбитальных электронов Mn-d и нет переноса заряда, то есть валентное состояние Mn не меняется в процессе разряда, что доказывает, что Mn не является электрохимически активным [12, 36]. Однако во время процесса разряда P2-NaxMnO2 электроны продолжают заполнять высокоэнергетические пустые орбитали Mn и O, что указывает на то, что и Mn, и O являются электрохимически активными и представляют собой типичную электрохимическую реакцию, в которой анионы и катионы взаимодействуют. .

Рис. 5 Электронная плотность состояний (А) P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 и (Б) P2-NaxMnO2 при различных Na содержание ионов во время разряда

PDOS: прогнозируемая плотность состояний

Последовательный вывод можно сделать с помощью анализа совокупности зарядов (рис. 6). В процессе разряда Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 величина заряда ионов Mn принципиально не меняется, поэтому он не участвует в электрохимической реакции; в процессе увеличения содержания Na от 0.11 до 0.66 ионы О получали около 0.2e- . Произошло значительное заполнение заряда, демонстрирующее анионную электрохимическую активность[37]. Путем анализа совокупности зарядов P2-NaxMnO2 установлено, что по мере увеличения содержания Na Mn и O совместно участвуют в электрохимической реакции. Этот результат согласуется с анализом электронной плотности состояний. Доказано, что твердый раствор Mg изменяет механизм электрохимической реакции системы от анионной и катионной кооперативной электрохимической реакции к обратимой анионной электрохимической реакции, причем этот процесс не влияет на зарядовую и разрядную обратимость материала.

Рис. 6. Анализ заряда (A) Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 и (B) P2-NaxMnO2 при различном содержании ионов натрия.

3 Заключение

В этом исследовании использовались расчеты из первых принципов для систематического изучения микроструктурных характеристик, кинетической стабильности и электрохимической активности твердого раствора Mg2+ фазы P2 Nax[Mg1/3Mn2/3]O2. Введение Mg2+ изменяет тип электрохимической реакции материала от анионно-катионной кооперативной электрохимической реакции NaxMnO2 к обратимой анионной электрохимической реакции Nax[Mg{{10}}.33Mn{ {16}}.67]O2. Когда анион О в P2-Nax[Mg0.33Mn0.67]O2 участвует в электрохимической реакции, диапазон увеличения и потери заряда составляет менее 0,33, что имеет хорошие обратимость. Введение Mg2+ не только увеличивает разрядное напряжение материала, но и сохраняет обратимую удельную емкость материала и в конечном итоге увеличивает плотность энергии материала.

В электродных материалах с ионами натрия введение щелочноземельных металлов в слой переходного металла для катионного твердого раствора является новой стратегией оптимизации характеристик материала. Его основной механизм заключается в том, чтобы вызвать электрохимическую активность анионов за счет принесения в жертву электрохимической активности катионов, изменения механизма электрохимической реакции материала, увеличения напряжения разряда и, в конечном итоге, оптимизации плотности энергии материала. Эта стратегия не только обеспечивает новый метод разработки электродных материалов для натрий-ионных батарей, но также предлагает новые идеи для оптимизации и исследования других ионных батарей.

Рекомендации

[1] ХУ ИН-ИН, ВЭНЬ ЧЖАО-ИН, РУЙ-КУН и др. Современный статус исследований и разработок натриевых батарей. Наука и технология хранения энергии, 2013, 2(2):81-90.

[2] ШЕН ГУАНЬЕ, ЛИ ЧЕН, СЮЙ БИН-ЛЯН и др. Экономическое распределение системы хранения энергии с учетом энергии ветра. Журнал Северо-Восточного электроэнергетического университета, 2018, 38(4):27-34.

[3] МА ЧАО, ЧЖАО СЯО-ЛИН, КАН ЛИ-ТАО и др. Несопряженные дикарбоксилатные анодные материалы для электрохимических ячеек. Энджью. хим. Межд. Ред., 2018, 57(29):8865-8870.

[4] РИЧАРДС В.Д., ДАЦЕК СТ, КИТЧАЕВ Д.А. и др. Фторирование катодных материалов из оксидов переходных металлов с избытком лития. Передовые энергетические материалы, 2018,8(5):1701533.

[5] СЯН СИН-ДЭ, ЧЖАН КАЙ, ЧЭНЬ Цзюнь. Последние достижения и перспективы катодных материалов для натрий-ионных аккумуляторов. Адв. Матер., 2015, 27(36):5343-5364.

[6] МА ЧАО, ЧЖАО СЯО-ЛИН, ХАРРИС М.М. и др. Мочевая кислота как электрохимически активное соединение для натрий-ионных аккумуляторов: ступенчатые механизмы хранения Na+- π-сопряжения и стабилизация аниона углерода. ACS Applied Materials & Interfaces, 2017,9(39):33934-33940.

[7] ЛИ Д.Х., Сюй Цзин, Мэн И С. Усовершенствованный катод для натрий-ионных аккумуляторов с высокой скоростью и превосходной структурной стабильностью. Физ. хим. хим. Физ., 2013, 15(9):3304-3312.

[8] КУБОТА К., ЯБУЧИ Н., ЁСИДА Х. и др. Слоистые оксиды как материалы положительных электродов для натрий-ионных аккумуляторов. Бюллетень MRS, 2014, 39(5):416-422.

[9] КЛЕМАН Р.Дж., БРЮС П.Г., ГРЕЙ К.П. Обзор — оксиды переходных металлов типа P2- на основе марганца в качестве катодных материалов для натрий-ионных батарей. Журнал Электрохимического общества, 2015, 162(14):A2589-A2604.

[10] БЕРТЕЛО Р., КАРЛИЕР Д., ДЕЛЬМАС К. Электрохимическое исследование фазовой диаграммы P2-NaxCoO2. Нат. Матер., 2011, 10(1):74-80.

[11] ЯБУЧИ Н., ХАРА Р., КУБОТА К. и др. Новый материал электродов для натриевых аккумуляторных батарей: P2-тип Na2/3[Mg0.28Mn0.72]O2 с аномально высокой обратимой емкостью. Дж. Матер. хим. А, 2014, 2(40):16851-16855.

[12] МАЙТРА Ю, ДОМ РА, СОМЕРВИЛЛ Д.В. и др. Окислительно-восстановительная химия кислорода без избытка ионов щелочных металлов в Na2/3[Mg0.28Mn0.72]O2. Нат. хим., 2018, 10(3):288-295.

[13] ГО ШАО-ХУА, СУНЬ ЯН, И Цзинь и др. Понимание диффузии ионов натрия в слоистых оксидах P2 и P3 с помощью экспериментов и расчетов из первых принципов: мост между кристаллической структурой и электрохимическими характеристиками. Материалы НПГ Азия, 2016,8:e266.

[14] ЦЗИ ХУЙ-ВЭЙ, КИТЧАЕВ Д.А., ЛУНЬ ЧЖАН-ЯН и др. Расчетное исследование и экспериментальная реализация неупорядоченных литий-ионных катодов большой емкости на основе редокс-никеля. Химия материалов, 2019, 31(7):2431-2442.

[15] ЛИ Дж., УРБАН А., ЛИ СИНЬ и др. Раскрытие потенциала катионно-неупорядоченных оксидов для перезаряжаемых литиевых батарей. Наука, 2014, 343(6170):519-522.

[16] УРБАН А., ЛИ Дж., СЕДЕР Г. Конфигурационное пространство оксидов типа каменной соли для электродов литиевых батарей большой емкости. Передовые энергетические материалы, 2014, 4(13):1400478.

[17] ЧАКРАБОРТИ А., ДИКСИТ М., АУРБАХ Д. и др. Прогнозирование точных катодных свойств слоистых оксидных материалов с использованием функционала плотности мета-GGA SCAN. npj Вычислительные материалы, 2018, 4:60.

[18] УРБАН А., АБДЕЛЛАХИ А., ДАЧЕК С. и др. Электронно-структурная природа катионного беспорядка в оксидах переходных металлов. Физ. Rev. Lett., 2017, 119(17):176402.

[19] ASSAT G, TARASCON J M. Фундаментальное понимание и практические проблемы анионной окислительно-восстановительной активности в литий-ионных батареях. Энергия природы, 2018, 3(5):373-386.

[20] ЯБУЧИ Н., НАКАЯМА М., ТАКЕУЧИ М. и др. Происхождение стабилизации и дестабилизации в твердотельной окислительно-восстановительной реакции оксид-ионов литий-ионных аккумуляторов. Нат. Коммун., 2016, 7:13814.

[21] SANNYAL A, AHN Y, JANG J. Исследование первых принципов двумерного силигена (2D SiGe) в качестве анодного материала ионной батареи щелочного металла. Вычислительное материаловедение, 2019, 165:121-128.

[22] ЛИ ХОН, ХУ ЁН-ШЭН, ПАНЬ ХУЙ-ЛИН и др. Ход исследований структуры электродного материала натрий-ионных аккумуляторов комнатной температуры. Scientia Sinica Chimica, 2014, 44(8):1269-1279.

[23] ВАН ​​ЮЭ-ШЭН, СЯО РУЙ-ЦЗЮАН, ХУ ЁН-ШЭН и др. P2-Na0.6[Cr0.6Ti0.4]O2 катионно-разупорядоченный электрод для высокоскоростных симметричных натрий-ионных аккумуляторных батарей. Нат. Сообщ., 2015, 6:6954.

[24] ВАН ​​ЦИНЬ-ЧАО, МЭН ЦЗИН-КЭ, ЮЭ СИНЬ-ЯН и др. Настройка катодного материала со структурой P2- путем замены Na-узла Mg в Na-ионных батареях. Варенье. хим. Сок., 2019, 141(2):840-848.

[25] МЕНДИБУР А., ДЕЛЬМАС С., ХАГЕНМЮЛЛЕР С. Электрохимическая интеркаляция и деинтеркаляция бронз NaxMnO2. Академик Пресс, 1985, 57(3):323-331.

[26] СОМЕРВИЛЛ Д.В., СОБКОВЯК А., ТАПИА-РУИЗ Н. и др. Природа «Z»-фазы в слоистых катодах Na-ионных аккумуляторов. Энергетика и экология, 2019, 12(7):2223-2232.

[27] ЦЮ ЦЗЕ, ВАН ДУН, ЯН ЦУ-ГУАН и др. Регулировка композитного катода, вызванная изменением сайта ионного легирования: пример туннельного слоя Na0.6MnO2 с легированием Mg2+ в месте Na/Mn. Приложение ACS. Матер. Интерфейсы, 2019, 11(30):26938-26945.

[28] САТО Т, САТО К, ЧЖАО ВЕН-ВЕН и др. Метастабильные и наноразмерные катионно-неупорядоченные оксиды типа каменной соли: новый взгляд на стехиометрические LiMnO2 и NaMnO2. Журнал химии материалов A, 2018, 6 (28): 13943-13951.

[29] ГИНЬАР М., ДЕЛЬМАС К. Использование батареи для синтеза новых оксидов ванадия. Chemistry Select, 2017, 2(20):5800-5804.

[30] ВАН ​​ПЭН-ФЕЙ, ЯО ХУ-РОНГ, ЛЮ СИНЬ-Ю и др. Разупорядочение вакансий Na+ обещает создать высокопроизводительные Na-ионные батареи. Достижения науки, 2018, 4(3): eaar6018.

[31] КИМ Х., КИМ DJ, SEO DH и др. Ab initio исследование интеркаляции натрия и промежуточных фаз в Na0.44MnO2 для натрий-ионных аккумуляторов. Химия материалов, 2012, 24(6):1205-1211.

[32] ЛИ СИНЬ, МА СЯО-ХУА, СУ ДУН и др. Прямая визуализация эффекта Яна-Теллера, связанного с упорядочением Na в Na5/8MnO2. Нат. Матер., 2014, 13(6):586-592.

[33] ВАН ​​ЮВЭЙ, ВАН Цзюнькай, Чжао Сяолинь и др. Снижение перенапряжения заряда Li-O2 аккумуляторов за счет выравнивания зон катода. Энергетика и экология, 2020, 13(8):2540-2548.

[34] ЧЖЭН С., РАДХАКРИШНАН Б., ЧУ И.Х. и др. Влияние смешивания переходных металлов на упорядочение Na и кинетику внутрислоистых оксидов P2. Physical Review Applied, 2017, 7(6):064003.

[35] ЛУНЬ ЧЖЭН-ЯН, ОУЯН Б., ЦАЙ ЗИ-ЦЗЯНЬ и др. Принципы проектирования емких катионно-разупорядоченных катодов из каменной соли на основе Mn. Химия, 2020, 6(1):153-168.

[36] SEO DH, LEE J, URBAN A и др. Структурно-химическая природа окислительно-восстановительной активности кислорода в слоистых и катионно-неупорядоченных катодных материалах с избытком лития. Нат. Хим., 2016,8(7):692-697.

[37] БАЙ ЦЯН, ЯН ЛУ-ФЭН, ЧЕН ХАЙ-ЛОНГ и др. Расчетные исследования электродных материалов натрий-ионных аккумуляторов. Передовые энергетические материалы, 2018,8(17):1702998.