Na2FeS2 Cathode for Sodium-Ion Batteries: A Theoretical Study

阴极 密度泛函理论 离子 结构稳定性 材料科学 扩散 化学物理 储能 化学 计算化学 热力学 物理化学 物理 功率(物理) 结构工程 有机化学 工程类
作者
Fiaz Hussain,Hamza Maqbool,Songbai Han,Liping Wang,Jinlong Zhu,Yusheng Zhao,Wei Xia
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (14): 7563-7570 被引量:8
标识
DOI:10.1021/acsaem.3c00973
摘要

Sodium-ion batteries (SIBs) with high energy density, improved safety, and low cost are exciting candidates for next-generation energy storage and electrical vehicles. Cathode materials are the core component for SIBs. Recently, an experimental study reported a promising Na2FeS2 cathode with a specific structure consisting of edge-shared and chained FeS4 tetrahedra as the host structure and a high capacity of 320 mA h g–1 for sodium storage. However, the underlying reaction mechanisms and Na migration pathways have not been fully understood. In this study, density functional theory (DFT) and DFT + U calculations are performed to study the structural stability, phase stability, electronic properties (spin polarization density of states), average voltage using total energy based on fully charged and discharged states, and Na-ion transport and diffusion channel using ab initio molecular dynamic simulations of the NaXFeS2 (X = 2, 1.5, and 1) cathode materials. It is revealed that Na2FeS2 is unstable at 0 K and possesses a theoretical capacity of 323 mA h g–1 with a low diffusion barrier of 0.40 eV in NaxFeS2 series. Moreover, some transition metals are substituted at Fe sites to evaluate the structural effect of Na2FeS2, in which Na2MnS2 exhibits excellent structural stability, low hull energy, and high theoretical capacity of 325 mA h g–1, which could be appealing for researchers in the future.
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
可爱的函函应助小可采纳,获得30
刚刚
1秒前
汪勇发布了新的文献求助10
1秒前
MOOTEA发布了新的文献求助10
1秒前
赵浩楠发布了新的文献求助10
3秒前
无辜紫菜完成签到,获得积分10
3秒前
run发布了新的文献求助10
3秒前
CodeCraft应助jackynl采纳,获得10
3秒前
天晴发布了新的文献求助20
4秒前
Oracle应助津门霍元甲采纳,获得80
5秒前
DYT发布了新的文献求助30
6秒前
田様应助wzj采纳,获得10
6秒前
Alex应助哭泣的芷容采纳,获得20
7秒前
8秒前
9秒前
bkagyin应助eric采纳,获得10
10秒前
吕如音发布了新的文献求助10
11秒前
依旧完成签到,获得积分20
11秒前
12秒前
zby发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
科研通AI6.3应助DYT采纳,获得10
15秒前
Copyright应助chutai采纳,获得10
15秒前
顾矜应助nena采纳,获得10
15秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
情怀应助不再后悔可好采纳,获得10
16秒前
16秒前
Daric完成签到,获得积分10
17秒前
儒雅的凤凰完成签到,获得积分20
17秒前
18秒前
kyou发布了新的文献求助20
18秒前
squawk发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Single Cell Analysis of the Tumor Microenvironment Landscape Across the Disease Spectrum of Multiple Myeloma 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
The Cambridge History of China 英文版16册 600
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7328891
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8943471
关于积分的说明 18969885
捐赠科研通 6984590
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3216378
关于科研通互助平台的介绍 2383106
邀请新用户注册赠送积分活动 2195868