氧化石墨烯在高锂化电位下的增强锂容量
材料科学
2011-02-08 v1
摘要
我们利用第一性原理计算研究了氧化石墨烯(GO)的锂化过程与氧覆盖度的函数关系。结果表明，通过控制氧覆盖度或还原程度，可以调控GO中的锂化电位和容量。我们发现，在一定覆盖度范围内，锂化电位高于固体电解质界面(SEI)形成阈值，但容量与石墨相当或更大。我们观察到，在高氧化和轻度还原的薄片中，锂化通过形成Li-O键发生；而在典型的还原氧化石墨烯(rGO)的低覆盖度(O:C ≈ 12.5%)下，同时观察到Li-O键和LiC6构型。共价Li-O键比LiC6环中形成的键强得多，且高、中覆盖度下环氧化物的锂化电位通常较高(> 1 eV)。对于这些构型，类似于Li4Ti5O12负极的情况，不会形成SEI，但额外优势是具有比Li4Ti5O12更高的锂存储容量。在还原的GO薄片中，残留氧原子的存在允许形成共价Li-O键，从而导致比石墨更高的存储容量和锂化电位。最后，我们的计算显示石墨烯纳米带边缘具有高锂化电位，这将阻碍SEI的形成，从而产生大的可逆容量。
引用
@article{arxiv.1102.1211,
title = {Enhanced Li capacity at high lithiation potentials in graphene oxide},
author = {Maria E. Stournara and Vivek B. Shenoy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1102.1211},
year = {2011}
}
备注
18 pages, 8 figure sets