DFT 研究类 18-crown-6-like N$_8$ 结构作为金属离子储存材料的稳定性与性能
材料科学
2025-04-30 v1
摘要
开发具备卓越电导性、稳健化学稳定性、快速充放电速率以及高储能容量的电极材料，是推动高性能金属离子电池的关键。本研究探讨了二维、类 18-crown-6 结构 N8（2D-N8）作为下一代可充电锂盐电池电极材料的潜在应用价值。我们彻底考察了原始 N8 结构，聚焦其稳定性和性能指标。分析结果显示，该结构在各方面都表现出卓越的结构稳定性。此外，电子计算表明，N8 单层具有 0.54 eV 的小带隙，表明其电池应用具有有利的电子特性。当我们评估一系列金属离子作为吸附剂时，发现原始 N8 单层对钠（Na）和镁（Mg）离子的储能容量达到了 1675 mAh/g，凸显其在有效离子储存方面的潜力。我们的发现表明，工程化的 2D-N8 结构具备独特的稳定性和电化学性能组合，可能显著促进开发高效且耐用的能源储存技术。
关键词
引用
@article{arxiv.2504.20652,
title = {A DFT study on 18-crown-6-like-N$_8$ structure as a material for metal-ions storage: stability and performance},
author = {Irina I. Piyanzina and Regina M. Burganova and Sadegh Kaviani and Oleg V. Nedopekin and Hayk Zakaryan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.20652},
year = {2025}
}