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First-principles study on β-GeS monolayer as high performance electrode material for alkali metal ion batteries

单层 碱金属 阳极 材料科学 电极 金属 离子 电导率 扩散 半导体 化学物理 无机化学 化学工程 纳米技术 光电子学 物理化学 化学 热力学 冶金 有机化学 物理 工程类
作者
Meiqian Wan,Zhongyong Zhang,Shangquan Zhao,Naigen Zhou
出处
期刊:Chinese Physics B [IOP Publishing]
卷期号:31 (9): 096301-096301 被引量:4
标识
DOI:10.1088/1674-1056/ac5d2e
摘要

Based on the density functional theory calculations, we have investigated the feasibility of two-dimensional β -GeS monolayer as high-performance anodes for alkali metal ion batteries. The results show that the electrical conductivity of β -GeS monolayer can be enhanced after adsorbing the alkali metal atoms owing to the semiconductor-to-metal transition. The low diffusion barriers of alkali metal atoms on the β -GeS surface indicate a rapid charge/discharge rate without metal clustering. Moreover, the low average open-circuit voltage (0.211 V) and a high theoretical capacity (1024 mAh⋅g −1 ) for Na suggest that the β -GeS monolayer is a promising anode material for Na-ion batteries with high performance.
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