金单层材料锂离子电池的电化学性能：第一性原理研究
材料科学
2026-04-17 v2 介观与纳米尺度物理
其他凝聚态物理
摘要
我们受最近合成单层金属（goldene）——源自Ti3AuC2纳米层状三元陶瓷相的激励，提出了两种金单层相，即金单层I和金单层II，作为锂离子电池的阳极材料进行第一性原理研究。这种创新的金单层I单层由金原子构成的三角形图案组成，因其独特的几何配置和内在稳定性而表现出显著的特性。相比之下，一种称为金单层II的理论结构，其特征是三角形和六边形图案的组合，在Au原子之间存在周期性分布的孔隙，并在锂吸附下展现出结构完整性和机械韧性。电子能带谱和投影态密度显示，两种金单层相的金属性均为金属性。电化学评估表明，金单层II具有有利的锂离子吸附能、有效的电荷转移以及体积容量。金单层I实现了0.713 mAh/cm3的体积容量，而金单层II达到0.783 mAh/cm3，确认其高适合度用于储存锂体积能力。此外，金单层I具有仅15 meV的超低垫直高度，支持快速的锂离子传输。
引用
@article{arxiv.2604.12583,
title = {Electrochemical Performance of Gold Monolayers for Lithium-Ion Batteries: A First Principles Study},
author = {Ajay Kumar and Pritam Samanta and Prakash Parida},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.12583},
year = {2026}
}