二维类石墨烯氢化硼烯作为改善Li/Na离子电池的高容量负极材料：第一性原理研究
应用物理
2018-03-21 v1 计算物理
摘要
快速增长的电子工业和未来的储能需求推动了具有更高存储容量和更长寿命的可充电电池的设计。在这方面，二维（2D）材料，特别是硼和碳纳米片，因其迷人的电子、光学、机械和化学性质而引起了广泛关注。最近，一种氢化硼（HB）纳米片被成功制备出来，显示出显著的稳定性和优越的物理性质。受这项实验研究的启发，我们使用第一性原理电子结构计算研究了这种纳米片作为Li/Na/Ca/Mg/Al离子电池负极材料的可行性。评估了单个吸附原子的最活跃吸附位点，随后将吸附原子逐渐插入负极表面。探讨了电荷转移、电子态密度、存储容量、结构稳定性、开路电压和扩散能垒。我们的理论研究预测，HB对Li和Na离子电池表现出优异的电极性质。Li和Na吸附原子嵌入HB单层均可带来1133.8 mAh/g的高且相同的存储容量，与传统负极材料（如石墨372 mAh/g和TiO2 200 mAh/g）以及其他2D材料（如锗烯369 mAh/g、锡烯226 mAh/g和磷烯432.8 mAh/g纳米片）的容量相比，前景广阔。这些结果可能为设计具有更高存储容量的可充电电池开辟新的视野。
引用
@article{arxiv.1803.07137,
title = {2D Hydrogenated graphene-like borophene as a high capacity anode material for improved Li/Na ion batteries: A first principles study},
author = {Meysam Makaremi and Bohayra Mortazavi and Chandra Veer Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.07137},
year = {2018}
}