Computational evaluation of ScB and TiB MBenes as promising anode materials for high-performance metal-ion batteries

材料科学 阳极 单层 锂(药物) 电化学 离子 MXenes公司 电极 纳米技术 化学工程 物理化学 化学 医学 工程类 内分泌学 有机化学
作者
Yameng Li,Tao Zhao,Lei Li,Rao Huang,Yu‐Hua Wen
出处
期刊:Physical Review Materials [American Physical Society]
卷期号:6 (4) 被引量:29
标识
DOI:10.1103/physrevmaterials.6.045801
摘要

Emerging as a new family of two-dimensional materials, transition-metal borides, namely MBenes, are expected to possess outstanding physical and chemical properties owing to their layered structures analogous to MXenes. Here, we explore the electrochemical properties of ScB and TiB monolayers as anode materials for lithium- and sodium-ion batteries by density-functional theory calculations. Our results reveal that Li/Na ions can be stably adsorbed on surfaces of both monolayers with moderate adsorption energy, rapid charge/discharge rate, higher storage capacity, and much lower diffusion energy barrier (0.108 eV for Li ion on ScB, 0.105 eV for Li ion on TiB, 0.072 eV for Na ion on ScB, and 0.063 eV for Na ion on TiB) as compared with other MBene monolayers currently reported. Meanwhile, the open-circuit voltages all fall in the range of 0--1 V for Li/Na ion on the monolayers, which may effectively suppress the formation of Li/Na dendrite on anodes during the charge/discharge process. Besides, at room temperature, Li adatoms could be adsorbed on the monolayers more stably than Na adatoms. Our work demonstrates that ScB and TiB monolayers should be promising two-dimensional anode materials for lithium-ion batteries and are less suitable for sodium-ion batteries. These results advance our understanding on the electrochemical performances of MBenes and provide important insights into the design and development of high-performance electrode materials for metal-ion batteries.
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
米鼓完成签到 ,获得积分10
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
华仔应助小叶大王采纳,获得10
4秒前
17完成签到,获得积分10
6秒前
海孩子完成签到,获得积分10
11秒前
薛乎虚完成签到 ,获得积分10
11秒前
艳艳宝完成签到 ,获得积分10
16秒前
失眠的笑翠完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
完美世界应助小白采纳,获得10
18秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
gelinhao完成签到,获得积分10
21秒前
chi发布了新的文献求助10
22秒前
彭于彦祖应助科研通管家采纳,获得150
26秒前
Singularity应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
小杭76应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
Singularity应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
Singularity应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
小杭76应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
Singularity应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
风清扬应助科研通管家采纳,获得150
27秒前
养猪大户完成签到 ,获得积分10
27秒前
小杭76应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
27秒前
27秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得50
27秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
27秒前
carly完成签到 ,获得积分10
29秒前
赖建琛完成签到 ,获得积分10
31秒前
秀丽笑容完成签到 ,获得积分10
32秒前
35秒前
四季豆完成签到,获得积分10
35秒前
那些兔儿完成签到 ,获得积分0
38秒前
所所应助闪闪灵雁采纳,获得10
39秒前
四季豆发布了新的文献求助10
40秒前
小羊完成签到 ,获得积分10
40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
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Handbook of Milkfat Fractionation Technology and Application, by Kerry E. Kaylegian and Robert C. Lindsay, AOCS Press, 1995 1000
Nach dem Geist? 500
Athena操作手册 500
The Affinity Designer Manual - Version 2: A Step-by-Step Beginner's Guide 500
Affinity Designer Essentials: A Complete Guide to Vector Art: Your Ultimate Handbook for High-Quality Vector Graphics 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 5044603
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4274186
关于积分的说明 13323344
捐赠科研通 4087837
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2236545
邀请新用户注册赠送积分活动 1243935
关于科研通互助平台的介绍 1171966