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]
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
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
Petrichor完成签到,获得积分10
1秒前
2052669099应助阿福采纳,获得10
1秒前
123发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
胖虎发布了新的文献求助10
3秒前
Aries完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
传奇3应助不散的和弦采纳,获得10
4秒前
Guomy完成签到,获得积分10
4秒前
王钧正发布了新的文献求助20
4秒前
小马甲应助刘均珺采纳,获得30
4秒前
5秒前
mmm完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
可爱的函函应助陌尘采纳,获得10
6秒前
暖暖发布了新的文献求助10
6秒前
maaicui发布了新的文献求助10
6秒前
likke发布了新的文献求助10
7秒前
求助人员应助大力的又菡采纳,获得10
7秒前
小q发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
丘比特应助tf采纳,获得10
8秒前
showmaker完成签到,获得积分10
8秒前
斯文败类应助难过的白凡采纳,获得10
8秒前
取名鬼才完成签到,获得积分10
8秒前
轻松的语海完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
嘻嘻哈哈发布了新的文献求助10
10秒前
小薇发布了新的文献求助20
10秒前
桐桐应助一直成长采纳,获得30
10秒前
真实的秋蝶发布了新的文献求助100
10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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6054047
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7876660
关于积分的说明 16281395
捐赠科研通 5199332
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2782005
邀请新用户注册赠送积分活动 1764853
关于科研通互助平台的介绍 1646321