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
Lh6610完成签到,获得积分0
1秒前
711发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
英俊的铭应助liu采纳,获得10
3秒前
旷野发布了新的文献求助10
3秒前
Miao完成签到,获得积分10
3秒前
上官若男应助123采纳,获得10
3秒前
饭甜甜完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
精明金毛应助guihai采纳,获得10
5秒前
乐乐应助派大星采纳,获得10
5秒前
mensa完成签到,获得积分10
5秒前
无心的苡发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
Julia完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
LEGEND完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
14秒前
天天快乐应助单纯的乐曲采纳,获得10
14秒前
hhh发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
15秒前
15秒前
桐桐应助满意血茗采纳,获得10
15秒前
动人的桐完成签到,获得积分20
16秒前
17秒前
17秒前
无极微光应助慕容采纳,获得20
17秒前
chaianle发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
有魅力甜瓜完成签到,获得积分10
19秒前
21秒前
磷酸瞳发布了新的文献求助10
22秒前
22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
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Reaction of 3-Methylenedihydro-(3H)furan-2-one with Diazoalkanes. Syntheses and Crystal Structures of Spiranic Cyclopropyl Compounds 400
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7074795
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8735249
关于积分的说明 18485161
捐赠科研通 6611395
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3129577
关于科研通互助平台的介绍 2228532
邀请新用户注册赠送积分活动 2104712