Electrochemical Properties and Theoretical Capacity for Sodium Storage in Hard Carbon: Insights from First Principles Calculations

材料科学 电化学 无定形固体 石墨烯 无定形碳 阳极 插层(化学) 离子键合 离子 工作(物理) 堆积 碳纤维 储能 化学 纳米技术 化学工程 热力学 无机化学 复合数 物理化学 物理 复合材料 电极 结晶学 有机化学 工程类 功率(物理)
作者
Clement Bommier,Xiulei Ji,P. Alex Greaney
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:31 (3): 658-677 被引量:78
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.8b01390
摘要

This paper utilizes density functional theory calculations to explore amorphous carbon materials, and concludes that the theoretical capacity is between 300 and 400 mAh g–1, depending on the degree of defects. This conclusion arises from a comprehensive number of simulations used to validate the experimentally determined storage mechanism, with these results then being extrapolated to elucidate a theoretical capacity limit. Through investigating the breadth of structures, with multiple Na configurations, the studies lead to four major conclusions. First, we found that the nature of Na storage in carbon materials changes with increasing Na concentrations in a continuum from ionic storage to metallic plating. Second, we revealed the critical role of the intersheet spacing, stacking misalignment, and effects of spacing expansion on the feasibility of Na intercalation into graphitic structures. This leads to the third and fourth conclusion, which stipulates that the results provided here offer compelling support towards an earlier experimentally derived Na ion storage for hard carbon materials, along with the existence of a theoretical limit of sodium ion storage in hard carbon materials. Moreover, the techniques and scope of the work involved are highly relevant to future simulations exploring amorphous carbon as an active material, whether it should be for Li-ion battery anodes, supercapacitors, or catalysts.
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
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
研友_Z1eDgZ完成签到,获得积分10
刚刚
学术纣王发布了新的文献求助10
1秒前
月光沉沉完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
Wang完成签到,获得积分10
2秒前
!!!发布了新的文献求助10
2秒前
开心妙旋完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
4秒前
潘森爱科研完成签到,获得积分10
4秒前
mochi发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
唠叨的小凝完成签到,获得积分10
5秒前
叶子宁完成签到,获得积分10
5秒前
老实幻姬应助橙子采纳,获得20
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
忆夕发布了新的文献求助10
7秒前
白日幻想家完成签到,获得积分10
7秒前
共享精神应助呼伦河小马采纳,获得10
7秒前
CipherSage应助何事惊慌采纳,获得10
7秒前
8秒前
传奇3应助夏冰采纳,获得10
8秒前
浮游应助heyyyy采纳,获得10
8秒前
王玥荟完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
!!!完成签到,获得积分20
8秒前
沉默的绮玉完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
万能图书馆应助活力谷南采纳,获得10
9秒前
9秒前
DD发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
正直的黄豆完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
不会科研的混子完成签到,获得积分10
10秒前
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
Zur lokalen Geoidbestimmung aus terrestrischen Messungen vertikaler Schweregradienten 1000
Storie e culture della televisione 500
Selected research on camelid physiology and nutrition 500
《2023南京市住宿行业发展报告》 500
Architectural Corrosion and Critical Infrastructure 400
A review of Order Plesiosauria, and the description of a new, opalised pliosauroid, Leptocleidus demoscyllus, from the early cretaceous of Coober Pedy, South Australia 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4891271
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4174825
关于积分的说明 12957411
捐赠科研通 3937032
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2159946
邀请新用户注册赠送积分活动 1178297
关于科研通互助平台的介绍 1083854