First-principles study of heterostructures of MXene and nitrogen-doped graphene as anode materials for Li-ion batteries

材料科学 石墨烯 异质结 阳极 兴奋剂 吸附 密度泛函理论 离子 扩散 电子转移 化学物理 化学工程 锂(药物) 纳米技术 光电子学 物理化学 电极 计算化学 热力学 有机化学 化学 内分泌学 工程类 物理 医学
作者
Rui Li,Peng Zhao,Xiaoqian Qin,Haibo Li,Konggang Qu,De‐en Jiang
出处
期刊:Surfaces and Interfaces [Elsevier BV]
卷期号:21: 100788-100788 被引量:17
标识
DOI:10.1016/j.surfin.2020.100788
摘要

Two-dimensional heterostructures have attracted considerable attention as promising anode materials for lithium-ion batteries (LIBs). Here, we investigated the geometric and electronic properties of heterostructures composed of Ti2CT2 (T=O, F, OH) and N-doped graphene via first-principles density functional theory. Further, we investigated the Li adsorption and diffusion in heterostructures. We demonstrated that electron transfer between the two building blocks of the heterostructures dictates the strength of the adsorption of Li ions on surfaces. The direction and magnitude of electron transfer vary with the functional groups of MXene and N-doping types in N-doped graphene, which in turn influences the adsorption and diffusion of Li ions. We found that the heterostructure composed of Ti2CO2 and N-doped graphene has the strongest adsorption capacity for Li ions. Theoretical capacitances were estimated to be 378 and 417 mAhg−1 for Ti2CO2/GNG (graphitic N doping) and Ti2CO2/GNP (pyridinic N doping), respectively, which were larger than those of pristine Ti2CO2. These results suggest that heterostructures are promising anode materials for LIBs.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
ChiaJan发布了新的文献求助10
1秒前
stt1011完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Young4399发布了新的文献求助150
1秒前
2秒前
JamesPei应助优秀的宛白采纳,获得10
2秒前
脑洞疼应助优秀的宛白采纳,获得10
2秒前
爆米花应助优秀的宛白采纳,获得10
2秒前
ding应助优秀的宛白采纳,获得10
2秒前
传奇3应助优秀的宛白采纳,获得10
2秒前
2秒前
文文发布了新的文献求助10
2秒前
River发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
科研通AI6.2应助盐茄茄采纳,获得10
3秒前
无花果应助chiwawa采纳,获得10
4秒前
zzk发布了新的文献求助10
4秒前
舒心的奄完成签到 ,获得积分10
4秒前
小二郎应助Nnnnnn采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
stt1011发布了新的文献求助10
5秒前
含含含完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
思源应助刘川萍采纳,获得10
6秒前
Meima发布了新的文献求助60
6秒前
kk发布了新的文献求助10
6秒前
WENBENDING完成签到,获得积分10
7秒前
顾矜应助曾123456采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.1应助zzzzz采纳,获得10
7秒前
Orange应助青夏采纳,获得10
7秒前
7秒前
做个梦给你完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
peijiang发布了新的文献求助10
8秒前
JamesPei应助龍龖龘采纳,获得10
9秒前
Hello应助初景采纳,获得10
9秒前
9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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6521177
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8314257
关于积分的说明 17785213
捐赠科研通 5623350
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2927585
邀请新用户注册赠送积分活动 1904298
关于科研通互助平台的介绍 1764530