First-principles study on the properties of Ta doped P2-Na2/3Fe1/3Mn2/3O2 for Na-ion batteries

兴奋剂 材料科学 阴极 离子 电导率 电子结构 电极 化学物理 纳米技术 化学工程 化学 光电子学 计算化学 物理化学 有机化学 工程类
作者
Weile Xu,Yong Li,Jie Hou,Zijin Ju,Lanlan Lei,Qinghui Ren,Liping Chen,Shuyue Li,Juan Wang
出处
期刊:Computational Materials Science [Elsevier]
卷期号:233: 112657-112657 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.commatsci.2023.112657
摘要

P2-Na2/3Fe1/3Mn2/3O2 (NFM) is a layered transition material with abundant raw materials, high specific capacity, and excellent cycling stability, a potential cathode material for sodium-ion batteries. The considerable size and substantial mass of Na+ present notable challenges concerning unfavorable reaction kinetics and structural instability during the insertion and extraction processes. This presents a formidable obstacle for practical applications. Ta5+ is characterized by higher valence and more muscular bonding energy, and doping Ta in NFM leads to the formation of a stable crystal structure. In the present work, we use first-principles calculations within the DFT + U framework to investigate different concentrations of Ta-doped MFMs to overcome these drawbacks. The calculated results show that the introduction of Ta elements reduces the formation energy and enhances the structural stability. It also enhances the electronic conductivity (i.e., the band gap, Eg = 0) and lowers the ion mobility barrier. In addition, we also investigate the electronic structure, spin, and magnetic properties of doping controlled electrode materials to investigate the doping effect regulating migration energy barriers. This study suggests that Ta-doped NFMT is a good alternative due to higher performance compared to the pristine NFM.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
星澜发布了新的文献求助10
3秒前
袁妞妞完成签到,获得积分10
3秒前
骨筋中外完成签到,获得积分20
4秒前
5秒前
田小姐发布了新的文献求助10
5秒前
可爱的函函应助Philthee采纳,获得10
6秒前
简单完成签到,获得积分20
7秒前
wanci应助pilot采纳,获得10
7秒前
8秒前
65neko发布了新的文献求助10
9秒前
SciGPT应助焱焱采纳,获得30
9秒前
10秒前
二玥发布了新的文献求助10
11秒前
科目三应助沧海一笑采纳,获得10
13秒前
坦率道之发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
求求接收吧应助濠哥妈咪采纳,获得10
18秒前
Olivia完成签到,获得积分10
18秒前
latheriny完成签到,获得积分10
19秒前
21秒前
Philthee完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
赘婿应助latheriny采纳,获得10
23秒前
努力毕业完成签到,获得积分20
23秒前
毛豆应助mimimi采纳,获得10
25秒前
slyhhk完成签到,获得积分20
25秒前
26秒前
SciGPT应助Mp4采纳,获得10
26秒前
瑶瑶发布了新的文献求助30
27秒前
Amy发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
29秒前
丘比特应助小张采纳,获得10
29秒前
29秒前
zhangnan完成签到,获得积分10
29秒前
31秒前
32秒前
阿卫发布了新的文献求助10
32秒前
jjwang发布了新的文献求助10
36秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
Classics in Total Synthesis IV: New Targets, Strategies, Methods 1000
Mantids of the euro-mediterranean area 600
The Oxford Handbook of Educational Psychology 600
Injection and Compression Molding Fundamentals 500
Mantodea of the World: Species Catalog Andrew M 500
Insecta 2. Blattodea, Mantodea, Isoptera, Grylloblattodea, Phasmatodea, Dermaptera and Embioptera 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 内科学 物理 纳米技术 计算机科学 基因 遗传学 化学工程 复合材料 免疫学 物理化学 细胞生物学 催化作用 病理
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3422236
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3022621
关于积分的说明 8901656
捐赠科研通 2710004
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1486265
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 686979
邀请新用户注册赠送积分活动 682186