亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Reactive Force Field Study of Li/C Systems for Electrical Energy Storage

雷亚克夫 材料科学 石墨 密度泛函理论 化学物理 力场(虚构) 插层(化学) 阳极 范德瓦尔斯力 纳米技术 碳纤维 分子动力学 化学 计算化学 电极 物理化学 分子 复合材料 物理 复合数 无机化学 原子间势 量子力学 有机化学
作者
Muralikrishna Raju,Panchapakesan Ganesh,Paul R. C. Kent,Adri C. T. van Duin
出处
期刊:Journal of Chemical Theory and Computation [American Chemical Society]
卷期号:11 (5): 2156-2166 被引量:65
标识
DOI:10.1021/ct501027v
摘要

Graphitic carbon is still the most ubiquitously used anode material in Li-ion batteries. In spite of its ubiquity, there are few theoretical studies that fully capture the energetics and kinetics of Li in graphite and related nanostructures at experimentally relevant length, time-scales, and Li-ion concentrations. In this paper, we describe the development and application of a ReaxFF reactive force field to describe Li interactions in perfect and defective carbon-based materials using atomistic simulations. We develop force field parameters for Li-C systems using van der Waals-corrected density functional theory (DFT). Grand canonical Monte Carlo simulations of Li intercalation in perfect graphite with this new force field not only give a voltage profile in good agreement with known experimental and DFT results but also capture the in-plane Li ordering and interlayer separations for stage I and II compounds. In defective graphite, the ratio of Li/C (i.e., the capacitance increases and voltage shifts) both in proportion to the concentration of vacancy defects and metallic lithium is observed to explain the lithium plating seen in recent experiments. We also demonstrate the robustness of the force field by simulating model carbon nanostructures (i.e., both 0D and 1D structures) that can be potentially used as battery electrode materials. Whereas a 0D defective onion-like carbon facilitates fast charging/discharging rates by surface Li adsorption, a 1D defect-free carbon nanorod requires a critical density of Li for intercalation to occur at the edges. Our force field approach opens the opportunity for studying energetics and kinetics of perfect and defective Li/C structures containing thousands of atoms as a function of intercalation. This is a key step toward modeling of realistic carbon materials for energy applications.

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
赘婿应助畅快甜瓜采纳,获得30
2秒前
科研通AI6.1应助jy采纳,获得10
4秒前
NexusExplorer应助读书的时候采纳,获得10
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
26秒前
jy发布了新的文献求助10
33秒前
wanci应助读书的时候采纳,获得10
42秒前
畅快甜瓜发布了新的文献求助10
44秒前
IIII发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
科研通AI6.1应助jy采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
畅快甜瓜发布了新的文献求助30
1分钟前
IIII发布了新的文献求助10
1分钟前
Criminology34应助zyw采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
2分钟前
jy发布了新的文献求助10
2分钟前
科研通AI6.1应助读书的时候采纳,获得150
2分钟前
Kypsi完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
rrrrry发布了新的文献求助10
2分钟前
3分钟前
3分钟前
3分钟前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
今后应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
李爱国应助读书的时候采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
畅快甜瓜发布了新的文献求助10
4分钟前
4分钟前
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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5732235
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5337592
关于积分的说明 15322064
捐赠科研通 4877886
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2620721
邀请新用户注册赠送积分活动 1569955
关于科研通互助平台的介绍 1526556