Synthesis, Structure, and Na-Ion Migration in Na<sub>4</sub>NiP<sub>2</sub>O<sub>7</sub>F<sub>2</sub>: A Prospective High Voltage Positive Electrode Material for the Na-Ion Battery
Notice bibliographique
Résumé
In the recent hunt for novel Na-ion cathode hosts, a variety of sodium analogues of classic Li-ion structures have been thoroughly explored. However, Na-ion analogues generally possess modified structures and dissimilar Na-ion energetics compared to their Li-ion analogues due to the large size of Na + (102 pm) vs Li + (76 pm), often resulting in sluggish Na + kinetics. Materials development targeted toward new and different specific host structures possessing optimum properties for Na-ion migration is crucial. Here, we report the first sodium metal fluoropyrophosphate Na-ion host with a three-dimensional framework—Na 4 NiP 2 O 7 F 2 —which is predicted to have a high voltage (∼5 V) based on its Ni 2+/3+/4+ redox couple and composition. Structure solution from single crystal diffraction data combined with atomistic simulation computation suggests the presence of low activation energy Na-ion migration pathways (<0.6 eV) in all three dimensions. The particularly low barrier of 0.36 eV calculated for migration along the [010] direction is in full accord with temperature dependent ionic conductivity measurements that yield an experimental value of 0.32 eV. Spacious Na-ion pathways endow the material with good ionic conductivity as determined by ac impedance spectroscopy, and facile exchange of three Na + ions for Li + is observed at slightly elevated temperatures. Furthermore, the polycrystalline material exhibits excellent thermal stability under ambient atmosphere up to 600 °C, crucial for the safe operation of a Na-ion battery.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».