Theoretical Screening of Metal Borocarbide Sheets for High-Capacity and High-Rate Li - and Na -Ion Batteries

材料科学 结晶学 物理 能量(信号处理) 化学 量子力学
作者
Yusuf Zuntu Abdullahi,Fatih Ersan,Ethem Aktürk,Olcay Üzengi Aktürk
出处
期刊:Physical review applied [American Physical Society]
卷期号:16 (2) 被引量:21
标识
DOI:10.1103/physrevapplied.16.024031
摘要

Two-dimensional (2D) materials with intrinsic metal properties are promising for battery applications. Herein, we theoretically design a series of ${X}_{2}\mathrm{BC}$ ($X=$ $\mathrm{Mg}$, $\mathrm{Ca}$, $\mathrm{Sr}$, $\mathrm{Ti}$, $\mathrm{V}$, $\mathrm{Mo}$) sheets as anode materials for $\mathrm{Li}$-ion and $\mathrm{Na}$-ion batteries (LIBs and NIBs) using first-principles calculations based on density functional theory. The ${X}_{2}\mathrm{BC}$ sheets are found to be intrinsically metallic with good stability. Besides, ${X}_{2}\mathrm{BC}$ ($X=$ $\mathrm{Mg}$, $\mathrm{Ca}$, $\mathrm{Sr}$) sheets are auxetic 2D materials. More interestingly, the highest predicted specific capacities are calculated to be 1502, 1042, and $905\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}{\mathrm{mAh g}}^{\ensuremath{-}1}$ for ${\mathrm{Mg}}_{2}\mathrm{BC}$, ${\mathrm{Ca}}_{2}\mathrm{BC}$, and ${\mathrm{Ti}}_{2}\mathrm{BC}$, respectively. The activation energy barrier of $\mathrm{Na}$ on ${\mathrm{Ti}}_{2}\mathrm{BC}$ (0.105 eV) is the lowest among all the considered $\mathrm{Li}$ and $\mathrm{Na}$ ${X}_{2}\mathrm{BC}$ structures. The calculated open-circuit voltage values of 0.040 V (0.153 V) and 0.353 V (0.200 V) for $\mathrm{Li}$ ($\mathrm{Na}$) of ${\mathrm{Ca}}_{2}\mathrm{BC}$ and ${\mathrm{Ti}}_{2}\mathrm{BC}$, respectively, fall within the acceptable range of 0.1--1.0 V for anode materials. They are found to be smaller than or comparable with those of commercial graphite anode. The results show that ${X}_{2}\mathrm{BC}$ sheets are promising candidates for both LIBs and NIBs.

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
刚刚
d_fishier完成签到 ,获得积分10
1秒前
Wang发布了新的文献求助10
1秒前
霸气师完成签到 ,获得积分10
1秒前
heimazuo发布了新的文献求助10
1秒前
scofield完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
scofield发布了新的文献求助10
4秒前
Hello应助轻松大王采纳,获得10
4秒前
6秒前
星辰大海应助RNAPW采纳,获得10
6秒前
咻咻发布了新的文献求助10
7秒前
淡然画板发布了新的文献求助10
7秒前
善学以致用应助lqf采纳,获得10
8秒前
今后应助王闯采纳,获得10
9秒前
云康肖发布了新的文献求助10
9秒前
Agoni完成签到 ,获得积分10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
年轻花卷完成签到 ,获得积分10
15秒前
跳跃的太君完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
湘玉给你溜肥肠完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
zjh发布了新的文献求助10
18秒前
难过盼海完成签到,获得积分10
18秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
慕青应助怕黑向秋采纳,获得10
19秒前
Robot完成签到 ,获得积分10
20秒前
酒吧舞男茜茜妈完成签到,获得积分10
21秒前
fendy发布了新的文献求助50
21秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
22秒前
王小贝完成签到,获得积分10
22秒前
简单的沛蓝完成签到 ,获得积分10
23秒前
科研通AI6.1应助完美问枫采纳,获得10
24秒前
超级欧皇的好宝宝完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
28秒前
28秒前
29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
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 2000
从k到英国情人 1700
„Semitische Wissenschaften“? 1510
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 5774852
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5620046
关于积分的说明 15436926
捐赠科研通 4907323
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2640592
邀请新用户注册赠送积分活动 1588479
关于科研通互助平台的介绍 1543394