Self-Consistent DFT+ U Insight into Electronic Properties, Intercalation Voltages, and Sodium Migration Mechanisms of Manganite Na-Ion Cathode Materials
Rattachement africain : it, ca, de. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
Optimizing the electrochemical performance of sodium manganites as high-energy cathode materials for sodium-ion batteries requires a deep understanding of their electronic properties, intercalation voltages and sodium migration mechanisms. In this work, we present a comprehensive study of pristine (Na x MnO 2 ), doped (Na x Li 0.17 Mg 0.17 Mn 0.66 O 2 ) and mixed transition-metal (Na x Ni 0.33 Mn 0.67 O 2, Na x Ti 0.17 Ni 0.33 Mn 0.5 O 2, and Na x Fe 0.17 Ni 0.33 Mn 0.5 O 2 ) P2-type layered sodium manganese oxides ( x = 0 and x = 1), based on density functional theory with on-site U Hubbard interactions to accurately model the properties arising from the strongly correlated nature of transition-metal 3d states in these lamellar systems. The on-site U Hubbard parameters are computed fully from first-principles using linear response theory. For these mixed-valence cathodic materials, we report calculated oxidation states and intercalation voltages in very good agreement with experimental measurements. Moreover, sodium migration pathways are studied, elucidating the activation energies, the migration mechanisms and their tuning with substitution. In particular, Ni and Ti substitution emerges as the most promising strategy for realizing a fully post-lithium and high-performance cathode. Our findings advance the rational design of next-generation energy storage materials by combining advanced computational techniques with experimental validation, offering insights into optimizing the electrochemical and ionic transport properties of sodium-based positive electrodes.
Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.
Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.
- Titre Crossref
- Self-Consistent DFT+ <i>U</i> Insight into Electronic Properties, Intercalation Voltages, and Sodium Migration Mechanisms of Manganite Na-Ion Cathode Materials
- Date Crossref
- 15/01/2026
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.
Où se fait cette recherche
-
University of Rome Tor Vergata Department of Physics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
National Agency for New Technologies pays non établi dans la noticeOrganisme public
-
Centre Casa pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
-
Friedrich Schiller University Jena pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Mediterranean Institute of Fundamental Physics pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
-
Casaccia Research Centre pays non établi dans la noticeStructure de recherche
-
Institut für Festkörpertheorie und -Optik pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Department of Physics — University of Rome Tor Vergata, National Agency for New Technologies et Centre Casa, avec 4 autres affiliations.
Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.