Boron doped defective graphene as a potential anode material for Li-ion batteries

石墨烯 空位缺陷 材料科学 阳极 兴奋剂 化学物理 扩散 氮化硼 吸附 密度泛函理论 热扩散率 离子 扩散阻挡层 纳米技术 化学工程 计算化学 光电子学 物理化学 化学 热力学 电极 结晶学 有机化学 工程类 物理 图层(电子)
作者
Rahul Hardikar,Deya Das,Sang Soo Han,Kwang-Ryeol Lee,Abhishek K. Singh
出处
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:16 (31): 16502-16502 被引量:121
标识
DOI:10.1039/c4cp01412j
摘要

Graphene with large surface area and robust structure has been proposed as a high storage capacity anode material for Li ion batteries. While the inertness of pristine graphene leads to better Li kinetics, poor adsorption leads to Li clustering, significantly affecting the performance of the battery. Here, we show the role of defects and doping in achieving enhanced adsorption without compromising on the high diffusivity of Li. Using first principles density functional theory (DFT) calculations, we carry out a comprehensive study of diffusion kinetics of Li over the plane of the defective structures and calculate the change in the number of Li atoms in the vicinity of defects, with respect to pristine graphene. Our results show that the Li–C interaction, storage capacity and the energy barriers depend sensitively on the type of defects. The un-doped and boron doped mono-vacancy, doped di-vacancy up to two boron, one nitrogen doped di-vacancy, and Stone–Wales defects show low energy barriers that are comparable to pristine graphene. Furthermore, boron doping at mono-vacancy enhances the adsorption of Li. In particular, the two boron doped mono-vacancy graphene shows both a low energy barrier of 0.31 eV and better adsorption, and hence can be considered as a potential candidate for anode material.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
HITvagary完成签到,获得积分10
1秒前
寇博翔发布了新的文献求助10
2秒前
简单的沛蓝完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
YUNI完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
7秒前
彩色映雁完成签到 ,获得积分10
7秒前
丘比特应助美丽心情采纳,获得10
7秒前
9秒前
spc68应助晨枫采纳,获得10
9秒前
随风完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
芊芊墨发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
CYYDNDB发布了新的文献求助30
15秒前
俊逸书琴发布了新的文献求助10
16秒前
归诚完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
科研通AI6应助Devin Irving采纳,获得10
18秒前
帅气不惜完成签到,获得积分10
18秒前
20秒前
ding应助深情大凄采纳,获得10
20秒前
wise111发布了新的文献求助10
21秒前
UnydingZEN发布了新的文献求助10
22秒前
猪也吃草完成签到,获得积分10
24秒前
美丽心情发布了新的文献求助10
25秒前
LK5559完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
26秒前
UnydingZEN完成签到,获得积分10
26秒前
完美世界应助flysky120采纳,获得10
27秒前
28秒前
123完成签到 ,获得积分10
28秒前
CUN完成签到,获得积分10
30秒前
30秒前
xzy998应助帅气不惜采纳,获得10
31秒前
stretchability完成签到,获得积分10
31秒前
31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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 800
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 620
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 500
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 5560699
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4646016
关于积分的说明 14676918
捐赠科研通 4587117
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2516822
邀请新用户注册赠送积分活动 1490308
关于科研通互助平台的介绍 1461136