 |
|||||||||
 |
2021, том 19, выпуск 2 |
|
|||||||
|
|||||||||
Выпуски/2021/том 19 /выпуск 2 |
Yu. Prikhozha, R. Balabai
«The Comparison of Intercalation of Na and Li Atoms in Nanostructured SnS\(_2\) Anode of Battery: ab initio Calculation»
0273–0280 (2021)
PACS numbers: 66.30.Pa, 68.43.Bc, 71.15.Dx, 71.15.Mb, 71.20.Tx, 73.20.At, 73.21.Ac
Методами функціоналу електронної густини та псевдопотенціялу із перших принципів, з використанням авторського програмного комплексу, що адекватно відтворює шарувату структуру халькогенідів Стануму з інтеркальваними атомами Na та Li, виконано обчислювальний експеримент. Одержано просторові розподіли електронної густини валентних електронів та перетини їх, енергетичні бар’єри міґрації атомів Na та Li в міжшаровому прошарку аноди акумулятора, виконаної з нанорозмірного SnS\(_2\) за різних ступенів наповнености її атомами металу. Проаналізовано рух атомів Na та Li, що супроводжувався доланням енергетичних бар’єрів, величини яких залежали від ступеня наповнености наноструктурного прошарку SnS\(_2\) атомами металу. Зафіксовано оптимальну наповненість наноструктурного прошарку SnS\(_2\) атомами Na та Li в 75%, за якої рух атомів Na та Li супроводжувався найменшими енергетичними затратами.
Keywords: anode of battery, Na and Li atoms, nanostructured SnS\(_2\) films, electron density functional, ab initio pseudopotential, energy reliefs of migration
References
1. R. Schmuch, R. Wagner, G. Horpel, T. Placke, and M. Winter, Natl. Energy, 3, No. 4: 267 (2018); https://doi.org/10.1038/s41560-018-0107-22. L. Liu, X. Yin, J. Li, S. Wang, Y. Guo, and L. Wan, Adv. Mater., 30, No.10: 1706216 (2018); https://doi.org/10.1002/adma.201706216
3. H. Pan, Y. Hu, and L. Chen, Energy & Environ. Sci., 6: 2338 (2013); https://doi.org/10.1039/C3EE40847G
4. W. Tang, X. Wang, D. Xie, X. Xia, C. Gu, and J. Tu, J. Mater. Chem. A, 6: 18318 (2018); https://doi.org/10.1039/C8TA06905K
5. F. Yang, Z. Zhang, Y. Han, K. Du, Y. Lai, and J. Li, Electrochim. Acta, 178: 871 (2015); https://doi.org/10.1016/j.electacta.2015.08.051
6. A. Metrot, D. Guerard, D. Billaud, and A. Herold, Synthetic Metals, 1: 363 (1980); https://doi.org/10.1016/0379-6779(80)90071-5
7. P. Lu, Y. Sun, H. Xiang, X. Liang, and Y. Yu, Adv. Energy Mater., 8: 1702434 (2018); https://doi.org/10.1002/aenm.201702434
8. H. Pan, Y. Hu, and L. Chen, Energy Environ. Sci., 6: 2338 (2013); https://doi.org/10.1039/C3EE40847G
9. Y. Sun, X. Liang, H. Xiang, and Y. Yu, Chin. Chem. Lett., 28: 2251 (2017).
10. L. Wang, L. Yu, X. Wang, M. Srinivasan, and Z. Xu, Mater. Chem., 3: 9353 (2015); https://doi.org/10.1039/C4TA06467D
11. F. Cheng, J. Chen, and X. Gou, Adv. Mat., 18: 2561 (2006); https://doi.org/10.1002/adma.200600912
12. E. Cho, K. Song, M. H. Park, K.-W. Nam, and Y.-M. Kang, Small, 12, Iss.18: 2510 (2016); https://doi.org/10.1002/smll.201503168
13. S. Fleischmann, T. S. Dorr, A. Frank, S. W. Hieke, D. Doblas-Jimenez, C. Scheu, P. W. de Oliveira, T. Kraus, and V. Presser, Batteries & Supercaps, Iss. 2: 668 (2019); https://doi.org/10.1002/batt.201900035
14. H. Liu, H. Guo, B. Liu, M. Liang, K. Adair, and X. Sun, Adv. Functional Mater., 28: 1707480 (2018); https://doi.org/10.1002/adfm.201707480
15. H. Liu, D. Su, R. Zhou, B. Sun, G. Wang, and S. Qiao, Adv. Energy Mater., 2, No. 8: 970 (2012); https://doi.org/10.1002/aenm.201200087
16. L. Shi, D. Li, P. Yao, J. Yu, C. Li, B. Yang, C. Zhu, and J. Xu, Small, 14, Iss. 41: 1870187 (2018); https://doi.org/10.1002/smll.201870187
17. D. Su, S. Dou, and G. Wang, Chem. Commun., 50, No. 32: 4192-5 (2014); https://doi.org/10.1039/C4CC00840E
18. G. Wang, J. Zhang, S. Yang, F. Wang, X. Zhuang, K. Mullen, and X. Feng, Adv. Energy Mater., 8, No. 8: 1702254 (2018); https://doi.org/10.1002/aenm.201702254
19. S. Wang, F. Gong, S. Yang, J. Liao, M. Wu, Z. Xu, C. Chen, X. Yang, F. Zhao, B. Wang, Y. Wang, and X. Sun, Adv. Functional Mater., 28, No.34: 1801806 (2018); https://doi.org/10.1002/adfm.201801806
20. S. Chu, Y. Cui, and N. Liu, Nat. Mater., 16: 16 (2017); https://doi.org/10.1038/nmat4834
21. Z. Li, J. Ding, and D. Mitlin, Acc. Chem. Res., 16: 1657 (2015); https://doi.org/10.1021/acs.accounts.5b0014
22. C. Grey and J. Tarascon, Nat. Mater., 16: 45 (2017); https://doi.org/10.1038/nmat4777
23. X. Ou, L. Cao, X. Liang, F. Zheng, H.-S. Zheng, X. Yang, J.-H. Wang, C. Yang, and M. Liu, ACS Nano, 13, No. 3: 3666 (2019); https://doi.org/10.1021/acsnano.9b00375
24. B. Qu, C. Ma, G. Ji, C. Xu, J. Xu, Y. Meng, T. Wang, and J. Lee, Adv. Mater., 26, No. 23: 3854 (2014); https://doi.org/10.1002/adma.201306314
25. C. Zhai, N. Du, and H. Yang, Chem. Commun., 47: 1270 (2011); https://doi.org/10.1039/C0C03023F
26. Y. Zhang, P. Zhu, L. Huang, J. Xie, S. Zhang, G. Cao, and X. Zhao, Adv. Functional Mater., 25: 481 (2015); https://doi.org/10.1002/adfm.201402833
27. Y. Zhao, B. Guo, Q. Yao, J. Li, J. Zhang, K. Hou, and L. Guan, Nanoscale, 10, No. 17: 7999 (2018); https://doi.org/10.1039/c8nr01783b
28. Ab initio Calculation [Electronic course]: Internet-portal Access mode: http://sites.google.com/a/kdpu.edu.ua/calculationphysics/ - Screen title
29. W. Kohn and L. Sham, Phys. Rev., 140, No. 4A: A1133 (1965); https://doi.org/10.1103/PhysRev.140.A1133
30. G. Makov, R. Shah, and M. Payne, Phys. Rev., B53: 15513 (1996); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.53.15513
31. G. Bachelet, D. Hamann, and M. Schluter, Phys. Rev., B26: 4199 (1982); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.26.4199
32. R. Balabai and Yu. Prikhozha, J. Phys. Stud., 23, No. 3: 3703-1 (2019) (in Ukrainian); https://doi.org/10.30970/jps.23.3703
33. R. Balabai and Yu. Prikhozha, Phys. Chem. Solid State, 20, No. 2: 120 (2019) (in Ukrainian); https://doi.org/10.15330/pcss.20.2.120-126
34. R. Balabai, D. Kravtsova, P. Merzlykin, and Yu. Prihozhaya, J. Nanophotonics, 12, No. 3: 036003 (2018) (in Ukrainian); https://doi.org/10.1117/1.JNP.12.036003
35. R. M. Balabai, Yu. Prikhozha, and O. H. Tadeusz, Sensor Electronics and Мicrosystem Technologies, 6, No. 1: 50 (2019) (in Ukrainian); http://dx.doi.org/10.18524/1815-7459.2019.1.159487
 Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна ©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины. Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача |