MXenes 作为金属（Li, Na, K, Ca）离子电池的高容量电极材料
材料科学
2014-01-03 v2
摘要
二维（2D）材料在离子电池中具有处理高倍率电荷的卓越能力，因为金属离子无需在三维晶格结构中扩散。然而，作为最重要的二维材料，石墨烯已知不具备锂容量。在此，通过第一性原理密度泛函计算，预测了 Li 以及 Na、K 和 Ca 在代表性 MXene 材料 TiC 上的吸附。在我们的研究中，我们观察到这些碱金属离子表现出依赖于覆盖度的不同吸附能。Na、K 和 Ca 的吸附能随覆盖度增加而降低，而 Li 对覆盖度的变化表现出很小的敏感性。这种在 TiC 上观察到的碱金属离子吸附能与覆盖度之间的关系可以用它们的有效离子半径来解释。较大的有效离子半径增加了碱金属原子之间的相互作用，从而导致较低的容量和覆盖度。我们计算出的 TiC 上 Li、Na、K 和 Ca 的容量值分别为 639.5、319.8、191.8 和 159.9 mAh g。与目前用于锂离子电池负极的材料相比，MXene 在提高整体电池性能方面显示出巨大的前景。
引用
@article{arxiv.1312.3615,
title = {MXenes as High Capacity Electrode Materials for Metal (Li, Na, K, Ca)-ion batteries},
author = {Dequan Er and Junwen Li and Michael Naguib and Michel Barsoum and Yury Gogotsi and Vivek B. Shenoy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.3615},
year = {2014}
}
备注
This paper has been withdrawn by the author due to some mistakes in the figures