
BỘ GIÁO DỤC
VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
Nguyễn Thị Thu Hòa
TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐIỆN HÓA CỦA VẬT LIỆU
OXIT (Na,Li)MnO2 PHA TẠP VÀ ĐỒNG PHA TẠP Co, F ỨNG DỤNG
LÀM ĐIỆN CỰC DƯƠNG TRONG PIN ION NATRI
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT
Hà Nội – 2026

BỘ GIÁO DỤC
VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
Nguyễn Thị Thu Hòa
TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐIỆN HÓA CỦA VẬT LIỆU
OXIT (Na,Li)MnO2 PHA TẠP VÀ ĐỒNG PHA TẠP Co, F ỨNG DỤNG LÀM
ĐIỆN CỰC DƯƠNG TRONG PIN ION NATRI
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT
Ngành: Vật liệu điện tử
Mã số: 9 44 01 23
Xác nhận của Học viện
Khoa học và Công nghệ
Người hướng dẫn 1
PGS.TS. Nguyễn Văn Nghĩa
Người hướng dẫn 2
GS.TS. Vũ Đình Lãm
Hà Nội – 2026

i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận án: “Tổng hợp và nghiên cứu tính chất điện hóa của
vật liệu oxit (Na,Li)MnO2 pha tạp và đồng pha tạp Co, F ứng dụng làm điện cực
dương trong pin ion Natri” là công trình nghiên cứu của chính mình dưới sự hướng
dẫn khoa học của PGS.TS. Nguyễn Văn Nghĩa và GS.TS. Vũ Đình Lãm. Luận án sử
dụng thông tin trích dẫn từ nhiều nguồn tham khảo khác nhau và các thông tin trích
dẫn được ghi rõ nguồn gốc. Các kết quả nghiên cứu của tôi được công bố chung với
các tác giả khác đã được sự nhất trí của đồng tác giả khi đưa vào luận án. Các số liệu,
kết quả được trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công
bố trong bất kỳ một công trình nào khác ngoài các công trình công bố của tác giả.
Luận án được hoàn thành trong thời gian tôi làm nghiên cứu sinh tại Học viện Khoa
học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Hà Nội, ngày 15 tháng 01 năm 2026
Tác giả luận án
Nguyễn Thị Thu Hòa

ii
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới GS.TS.
Vũ Đình Lãm và PGS. TS. Nguyễn Văn Nghĩa, các thầy đã luôn tận tình hướng dẫn,
định hướng kịp thời và tạo điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo Học viện Khoa học và Công nghệ,
Ban Lãnh đạo Viện Khoa học vật liệu cùng các phòng chức năng của Học viện Khoa
học và Công nghệ, đã tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất và các thủ tục hành
chính tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình tôi thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ths. Tô Văn Nguyện, Ths. Nguyễn Văn Kỳ (Học
Viện Kỹ thuật Quân Sự) và các anh, chị, em trong Nhóm nghiên cứu “Nguồn điện và
Năng lượng sạch” đã giúp đỡ, động viên tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận
án.
Tôi xin chân thành cảm ơn các anh, chị, em trong Nhóm nghiên cứu Meta
material (Meta-Group) đã giúp đỡ, động viên tôi trong quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội,
Ban Lãnh đạo Viện Đào tạo Mở và các đồng nghiệp Viện Đào tạo Mở, nơi tôi đang
công tác, đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi về thời gian và công việc tại cơ quan trong
suốt quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ từ đề tài Quỹ đổi mới sáng tạo Vingroup:
Pin natri ion loại CR2032 (pin Na-ion CR2032) với vật liệu gốc oxit natri-lithium-
mangan: Lý thuyết và tiền khả thi chế tạo, mã số VINIF 2023.DA.080 đã tạo điều
kiện cho tôi có cơ hội thực hiện những nghiên cứu có ý nghĩa góp phần hoàn thành
luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Tập đoàn Novatech; Tổ chức Khoa học và Giáo
dục Rencontres du Việt Nam đã trao học bổng cho tôi trong quá trình tôi học tập,
nghiên cứu và thực hiện luận án.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, các cơ quan và cá nhân đã giúp đỡ, tạo
điều kiện tốt để tôi hoàn thành luận án này.
Hà Nội, ngày 15 tháng 01 năm 2026
Tác giả luận án
Nguyễn Thị Thu Hòa

iii
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊ N CỨU .......................................................... 9
1.1. Tổng quan về hệ thống pin ion Natri ................................................................ 9
1.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển pin ion Natri ................................................. 9
1.1.2. Cấu tạo pin ion Natri ...................................................................................... 12
1.1.3. Cơ chế lưu trữ năng lượng của pin ion Natri ................................................. 15
1.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng lưu trữ của pin ion Natri ...................... 16
1.2. Tổng quan về vật liệu điện cực dương cho pin ion Natri ............................. 18
1.2.1. Vật liệu oxit kim loại chuyển tiếp phân lớp..................................................... 18
1.2.2. Vật liệu Polyanion ........................................................................................... 20
1.2.3. Vật liệu Prussian Blue ..................................................................................... 22
1.2.4. Hợp chất hữu cơ .............................................................................................. 23
1.2.5. So sánh đặc tính của các loại vật liệu điện cực dương trong SIB .................. 23
1.3. Vật liệu oxit kim loại cấu trúc lớp .................................................................. 27
1.3.1. Cơ chế lưu trữ ion Na+ của vật liệu oxit kim loại cấu trúc lớp ...................... 27
1.3.2. Cơ chế oxi hóa- khử cation trong vật liệu oxit kim loại cấu trúc lớp ............. 30
1.3.3. Cơ chế oxi hóa - khử anion trong vật liệu oxit kim loại cấu trúc lớp ............. 32
1.4. Vật liệu oxit phân lớp gốc mangan ................................................................. 33
1.4.1. Ưu điểm của vật liệu oxit phân lớp gốc mangan ............................................ 33
1.4.2. Nhược điểm của oxit phân lớp gốc mangan ................................................... 34
1.4.3. Các biện pháp khắc phục nhược điểm của vật liệu oxit phân lớp gốc mangan ............ 39
1.5. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam ................................................................ 47
1.6. Kết luận chương 1 ............................................................................................ 52
CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................... 53
2.1. Phương pháp chế tạo vật liệu dùng làm điện cực dương cho SIB ............... 53
2.1.1. Tổng hợp vật liệu oxit (Na,Li)MnO2 pha tạp Co bằng phương pháp phản ứng
pha rắn ...................................................................................................................... 53

