ИСТИНА

Анализ кристаллической структуры играет важную роль в прогнозировании мощностных характеристик катодных материалов для металл-ионных аккумуляторов. Метод валентных усилий связи (ВУС, bond valence sum, BVS) исторически получил широкое распространение, как простой критерий правильности решения или уточнения кристаллических структур неорганических соединений. Компьютерная реализация данного метода впоследствии открыла новые возможности, в частности, для анализа диффузии и прямой визуализации путей миграции ионов. Цель данной работы – исследование диффузии ионов щелочных металлов в электродных материалах для металл-ионных материалов на основе фторидофосфатов AxMPO4F (A – щелочной металл, M – V, Mn, Fe) методами BVSM (bond valence sum map) и BVEL (bond valence energy landscape). В работе проведен анализ диффузии ионов Li+, Na+ и K+ в сложных фторидофосфатах с общей формулой AxMPO4F (x = 1, 2; A = Li, Na, K; M = V, Mn, Fe). Для всех исследованных соединений построены карты распределения значений ВУС. Установлена топология путей миграции ионов щелочных металлов. На примере различных кристаллических модификаций для Na2-xLixFePO4F (x = 0.0; 1.0) показана взаимосвязь координационного окружения ионов натрия и мотива соединения октаэдров FeO4F2 с характером диффузии и, как следствие, электрохимическими свойствами электродного материала. Для состава AVPO4F продемонстрировано изменение размерности системы диффузионных путей в зависимости от природы подвижного иона. В указанных материалах реализуется одномерная (в случае калия или его смеси с натрием) или трехмерная (натрий, литий) система диффузионных каналов.