Defective BC2N as an Anode Material with Improved Performance for Lithium-Ion Batteries

单层 阳极 材料科学 吸附 离子 锂(药物) 扩散 纳米技术 化学工程 化学物理 电极 化学 物理化学 热力学 有机化学 内分泌学 工程类 物理 医学
作者
Jing Zhang,Yongfan Zhang,Yi Li,Yurong Ren,Shuping Huang,Wei Lin,Wenkai Chen
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:125 (9): 4946-4954 被引量:36
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.0c10369
摘要

Defect engineering can modify the physical and chemical properties of two-dimensional (2D) materials to advance their effectiveness for applications. Here, we have designed three kinds of single carbon vacancies (VC-I of BC2N-II as well as VC-III and VC-IV of BC2N-III) to systematically investigate their Li adsorption and diffusion performance based on DFT calculations. The electronic structure analysis shows that the existence of the defects plays a crucial role to tune the electronic properties and the performance of BC2N-II and BC2N-III monolayers toward the potential application as anodes of lithium-ion batteries (LIBs). Significantly, compared to the pristine BC2N-II and BC2N-III monolayers that can hardly adsorb Li atoms, defective BC2N monolayers greatly enhance the Li adsorption energy. In addition, the theoretical capacities of defective BC2N monolayers, especially for VC-I of BC2N-II (2256 mAh/g), are extremely high, but the energy barriers of Li transfer in the vicinity of the defective BC2N are relatively large, whereas for escaping defective sites, these levels are comparatively small. Considering the diffusion behavior of Li in the actual process of Li insertion in the anode of the LIBs, we further explored the adsorption and diffusion performance of Li on the modified VC-I monolayer with one Li atom occupying the most stable position (site H) of the defect. Remarkably, the Li can shuttle between the stable sites around the defects with energy barriers as low as 0.45 eV. The calculated voltages for all systems are all within the desired ranges of reported anode materials for LIBs. Our findings provide a theoretical guideline to design reasonable anode materials with defect for LIBs.
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
yanglinhai完成签到 ,获得积分10
刚刚
mrconli完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
落寞的幻竹完成签到,获得积分10
2秒前
ldr888完成签到,获得积分10
2秒前
非洲大象完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
文艺的熠彤完成签到,获得积分10
6秒前
LiChard完成签到 ,获得积分0
6秒前
贪玩初彤完成签到 ,获得积分10
11秒前
简w发布了新的文献求助10
11秒前
公冶思枫发布了新的文献求助20
12秒前
imxiaobing完成签到,获得积分10
13秒前
19秒前
小西西完成签到,获得积分10
26秒前
Lzp完成签到 ,获得积分10
30秒前
简w完成签到 ,获得积分10
30秒前
Yy完成签到 ,获得积分10
31秒前
Jako完成签到 ,获得积分10
33秒前
莫负韶华完成签到 ,获得积分10
35秒前
35秒前
吉吉国王完成签到 ,获得积分10
37秒前
不可靠月亮完成签到,获得积分10
37秒前
Shandongdaxiu完成签到 ,获得积分10
40秒前
Sissi发布了新的文献求助10
40秒前
静坐听雨萧完成签到 ,获得积分10
42秒前
朴实雨竹完成签到,获得积分10
42秒前
笨笨青筠完成签到 ,获得积分10
44秒前
DOUBLE完成签到,获得积分10
44秒前
Guofa.完成签到 ,获得积分10
54秒前
可靠月亮完成签到,获得积分10
55秒前
余子完成签到,获得积分10
55秒前
oyly完成签到 ,获得积分10
57秒前
无奈的书琴完成签到 ,获得积分10
1分钟前
cata完成签到,获得积分10
1分钟前
YNILY完成签到 ,获得积分10
1分钟前
FCL完成签到,获得积分10
1分钟前
涛1完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
心湘完成签到 ,获得积分10
1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
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 540
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 400
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 7064407
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8726010
关于积分的说明 18466119
捐赠科研通 6593397
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3125188
关于科研通互助平台的介绍 2220186
邀请新用户注册赠送积分活动 2100794