GaN/graphene heterostructures as promising anode materials for Li-ion batteries

材料科学 石墨烯 阳极 异质结 锂(药物) 单层 密度泛函理论 空位缺陷 光电子学 纳米技术 化学物理 电极 凝聚态物理 计算化学 物理化学 医学 化学 物理 内分泌学
作者
Jianze Wu,Bao Liu,Xiaoying Xia,Zhaoxin Wang,Yongfan Zhang,Shuping Huang
出处
期刊:Surfaces and Interfaces [Elsevier BV]
卷期号:42: 103333-103333 被引量:21
标识
DOI:10.1016/j.surfin.2023.103333
摘要

In this research, the properties of GaN monolayer, defective GaN monolayer with N vacancies (GaN-VN), and van der Waals (vdW) heterostructures composed of them and graphene (GaN/graphene, GaN-VN/graphene) are systematically investigated using density functional theory (DFT), which includes assessment of the structure's stability, mechanical property, electronic structure analysis, lithium adsorption and diffusion properties, maximum theoretical capacity, and average open-circuit voltage. The calculations show that two-dimensional GaN transforms from semiconductor to metal by forming nitrogen-vacancy defects. This increases lithium adsorption performance while ensuring rapid electron motion in the electrode during lithium adsorption and removal processes. The synergistic effect between the heterostructure layers and the presence of the built-in electric field improves the electron and ion conductivity and lowers the migration energy barriers. In addition, the maximum theoretical capacities of defective GaN-VN, GaN/graphene, and GaN-VN/graphene can reach 970 mAh/g, 884 mAh/g, and 890 mAh/g, respectively, far exceeding those of the conventional graphite anode material (372 mAh/g). The above advantages indicate that defective GaN-VN, GaN/graphene, and GaN-VN/graphene are potential replacements for lithium-ion battery anodes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
lililili完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
tan_sg发布了新的文献求助10
3秒前
无情凤灵发布了新的文献求助10
4秒前
CodeCraft应助秋问安采纳,获得10
4秒前
yunidesuuu发布了新的文献求助10
5秒前
暗月皇发布了新的文献求助10
6秒前
仟里发布了新的文献求助10
6秒前
懒羊羊完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
小叶同学完成签到,获得积分10
8秒前
小二郎应助青雉采纳,获得50
8秒前
onkki完成签到 ,获得积分10
8秒前
欣慰的凡儿完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
有魅力的猫咪完成签到,获得积分10
10秒前
白雯钰发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
方俊驰完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
14秒前
14秒前
orixero应助onkki采纳,获得10
15秒前
lili完成签到,获得积分10
15秒前
17秒前
18秒前
19秒前
滕雪嘻嘻嘻嘻嘻完成签到,获得积分20
19秒前
Hello应助量无他采纳,获得10
19秒前
雾昂发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
serein完成签到,获得积分10
20秒前
阿钉发布了新的文献求助10
20秒前
llll发布了新的文献求助10
21秒前
leslie发布了新的文献求助30
21秒前
yihaiqin完成签到 ,获得积分10
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
SOFT MATTER SERIES Volume 22 Soft Matter in Foods 1000
Zur lokalen Geoidbestimmung aus terrestrischen Messungen vertikaler Schweregradienten 1000
可见光通信专用集成电路及实时系统 500
Storie e culture della televisione 500
Selected research on camelid physiology and nutrition 500
《2023南京市住宿行业发展报告》 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4876078
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4164674
关于积分的说明 12918763
捐赠科研通 3922183
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2153166
邀请新用户注册赠送积分活动 1171265
关于科研通互助平台的介绍 1075094