A novel silicon-doped 2D Ti2C MXene monolayer as high capacity stable anode material for lithium ion batteries: Insight from density functional theory study

纳米片 材料科学 MXenes公司 阳极 锂(药物) 单层 密度泛函理论 兴奋剂 吸附 化学工程 纳米技术 纳米材料 化学 计算化学 光电子学 物理化学 电极 内分泌学 工程类 医学
作者
Sudipto Das,Siraj Ud Daula Shamim,Md. Kamal Hossain,Farid Ahmed,Md. Rakib Hossain,Mohammad Obaidur Rahman
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier BV]
卷期号:600: 154173-154173 被引量:58
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2022.154173
摘要

Although MXene is still considered as the newcomer of the 2D nanomaterials family for energy storage application, pristine MXene is unable to satisfy the capacity demand of energy storage devices like alkali-ion batteries. Here, we present a DFT based investigation with GGA-PBE exchange-correlation functional on pristine and Si-doped Ti2C system for potential application as anode materials in lithium ion batteries. This work explores the structural, electronic and adsorption behavior of pristine and Si-doped Ti2C nanosheets. All predicted Si-doped Ti2C MXenes adsorbed Li-atoms with favorable adsorption energy (Ead) without any structural deformation, exhibiting good structural stability. For three distinct adsorption sites, the Ead are calculated as −1.48 eV, −1.55 eV and −1.57 eV which indicates that Ead is higher when lithium ion is adsorbed at the titanium atomic sites. The calculated specific capacity for pristine Ti2C is 331.6 mAh/g, which is less than conventional graphite anode material. But after doping Si atoms, the specific capacity increases up to 439.4 mAh/g for Si-doped Ti2C and enhance the storage capacity up to 32% for lithium ion batteries. The predicted Voc for pristine nanosheet is 2.26 V and for the mono- and di-Si doped nanosheets 2.24 V and 2.14 V, respectively. Besides, the nanosheets remain metallic during lithiation process after doping silicon.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
Fan发布了新的文献求助10
刚刚
今后应助Gin采纳,获得10
刚刚
2秒前
伶俐妙海应助科研通管家采纳,获得40
2秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
666完成签到,获得积分20
2秒前
genomed应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
科研通AI6.4应助zzzq采纳,获得10
3秒前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
3秒前
季萤完成签到 ,获得积分10
3秒前
雪满头应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
genomed应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
mzw完成签到 ,获得积分10
4秒前
圆圆发布了新的文献求助50
4秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
genomed应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
LiBang完成签到,获得积分10
4秒前
徐开心完成签到,获得积分10
5秒前
Hello应助changli采纳,获得10
6秒前
小白发布了新的文献求助10
6秒前
丁丁当当发布了新的文献求助30
7秒前
7秒前
魔幻的觅珍完成签到,获得积分10
7秒前
琳雨完成签到,获得积分10
7秒前
潘佳俊完成签到,获得积分10
9秒前
果果发布了新的文献求助10
9秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
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 7254225
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8876152
关于积分的说明 18741156
捐赠科研通 6934796
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3200062
关于科研通互助平台的介绍 2374745
邀请新用户注册赠送积分活动 2174888