碳烯炔石墨炔单层作为锂/钠离子电池优异负极材料
材料科学
2018-01-30 v1 应用物理
摘要
近来，“碳烯炔”（CEY）这一新型全碳二维（2D）材料已通过溶剂相反应成功合成。受此实验工作启发，我们开展了广泛的第一性原理密度泛函理论模拟，以探索CEY作为镁、钠和锂离子电池负极材料的应用前景。为模拟负极电极中的离子嵌入过程，逐步增加吸附原子覆盖度。我们随后采用Bader电荷分析评估吸附原子与CEY纳米片之间的电荷转移，并最终报告该负极的理论存储容量。我们特别研究了吸附能、电子态密度和开路电压随吸附原子覆盖度的演化。还利用微动弹性带方法考察了吸附原子在CEY表面的扩散。值得注意的是，我们的结果表明CEY是一种极具前景的负极材料，在迄今研究的二维材料中具有最高理论电荷容量，对锂和钠离子电池的容量分别高达2680 mAh/g和1788 mAh/g。本研究提供的见解凸显CEY作为一种新型全碳材料，其特性对于下一代可充电离子电池负极材料应用极为理想。
引用
@article{arxiv.1801.09521,
title = {Carbon ene-yne graphyne monolayer as an outstanding anode material for Li/Naion batteries},
author = {Meysam Makaremi and Bohayra Mortazavi and Chandra Veer Singha},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.09521},
year = {2018}
}