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密度泛函理论研究α-CN和α-CP单分子层作为锂离子电池负极材料的评估
Journal of Energy Storage ( IF 8.9 ) Pub Date : 2023-06-26 , DOI: 10.1016/j.est.2023.108074 Paras Patel , Saurav Patel , Darshil Chodvadiya , Madhavi H. Dalsaniya , Dominik Kurzydłowski , Krzysztof J. Kurzydłowski , Prafulla K. Jha
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更新日期:2023-06-30
Journal of Energy Storage ( IF 8.9 ) Pub Date : 2023-06-26 , DOI: 10.1016/j.est.2023.108074 Paras Patel , Saurav Patel , Darshil Chodvadiya , Madhavi H. Dalsaniya , Dominik Kurzydłowski , Krzysztof J. Kurzydłowski , Prafulla K. Jha
采用密度泛函理论 (DFT) 计算来探讨 2D α-CM (M = N, P) 作为锂离子电池 (LIB) 负极材料的可行性。我们的研究结果证明了 2D α-CM 的动力学、机械和热稳定性。特别是,对于吸附有Li原子的2D α-CP,-2.00 eV的结合能(E B )确保了良好的吸附。与2D α-CP相比,α-CN上吸附的Li原子的E B低于锂金属的内聚能,这消除了2D α-CN作为LIB中阳极的可及性。Li原子的吸附将2D α-CP的性质从半导体转变为金属,确保了高电子电导率。部分态密度和 Lwdin 电荷分析表明吸附后,大量电荷从 Li 原子转移到 2D α-CP。2D α-CP两侧的多层吸附产生了具有非常高的比存储容量(1108.91 mAhg -1 )的Li 5.0 CP单层。获得的平均开路电压适合广泛的电池应用。0.11 eV 的扩散势垒显示出超过 2D α-CP 的超高离子迁移率,从而促进充电/放电过程。因此,高比存储容量、较低的扩散势垒、可忽略的体积变化和优异的电子导电性意味着2D α-CP作为LIB中的阳极材料具有广阔的应用前景。
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