含本征缺陷的磷烯是否仍是理想的负极材料？
材料科学
2015-09-08 v1
摘要
锂在电极材料中的扩散是决定锂离子电池（LIB）充放电倍率性能的关键因素。近来，二维磷烯因其超快且具有方向性的锂扩散以及大的能量容量，被提出作为一种非常有前景的电极材料。在此，基于密度泛函理论，我们报道了本征点缺陷，包括空位和斯通-韦尔斯缺陷，将阻碍锂在磷烯中的定向超快扩散。在无缺陷的磷烯上，锂沿锯齿形晶格方向的扩散速度比沿扶手椅形晶格方向快16亿倍，且比在石墨中快260倍。通过引入本征空位和斯通-韦尔斯缺陷，锂沿锯齿形晶格方向的扩散能垒急剧增加到0.17 ~ 0.49 eV的范围，这阻碍了锂沿锯齿形晶格方向的超快迁移。同时，开路电压随着缺陷的出现而增加，这不适合用作负极材料。此外，磷烯中缺陷的形成能远低于石墨烯和硅烯片中的形成能，因此，为锂离子电池应用生成无缺陷的磷烯是极为必要的。
引用
@article{arxiv.1509.01884,
title = {Is phosphorene with intrinsic defect still an ideal anode material?},
author = {Ruiqi Zhang and Xiaojun Wu and Jinlong Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.01884},
year = {2015}
}
备注
18 papges,4 figures