非晶锗作为有前景的钠离子电池负极材料：第一性原理研究
材料科学
2018-08-16 v1
摘要
钠（Na）的丰富储量、低成本以及低还原电位，为锂离子电池（LIBs）提供了一种廉价、安全且环境友好的替代方案。推进钠离子电池（NIB）技术的重大挑战在于寻找更好的电极材料。实验研究揭示了锗（Ge）作为 NIB 合适负极材料的真正潜力。然而，有必要进行系统的原子尺度研究以理解容量-电压关联、Ge 的微观结构变化以及扩散动力学的根本方面。因此，我们进行了密度泛函理论（DFT）和从头算分子动力学（AIMD）模拟，以研究锗-钠体系（Na64Ge64）中的钠化-脱钠动力学。我们分析了中间平衡结构的嵌入电位与容量关联，并将我们的数据与实验结果进行比较。通过成对关联函数（PCF）分析了钠化对 Na-Ge 体系内原子间距离的影响。这为理解非晶 Ge（a-Ge）钠化过程中可能发生的微观结构变化提供了见解。我们进一步研究了钠在 a-Ge 电极材料中的扩散性，并分析了 Na64Ge64 电极体系的体积膨胀趋势。我们的计算结果提供了原子尺度上的基本见解，并有助于实验人员设计基于 Ge 的 NIB 以用于实际应用。
引用
@article{arxiv.1804.00352,
title = {Amorphous Germanium as a Promising Anode Material for Sodium Ion Batteries: A First Principle Study},
author = {Vidushi Sharma and Kamalika Ghatak and Dibakar Datta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.00352},
year = {2018}
}
备注
5 figures, 21 pages