Ultrafast and Directional Diffusion of Lithium in Phosphorene for High-Performance Lithium-Ion Battery

磷烯 石墨烯 密度泛函理论 之字形的 材料科学 单层 锂(药物) 离子 扩散 化学物理 结合能 扩散阻挡层 化学 纳米技术 计算化学 原子物理学 图层(电子) 热力学 有机化学 数学 几何学 医学 内分泌学 物理
作者
Weifeng Li,Yanmei Yang,Gang Zhang,Yong‐Wei Zhang
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:15 (3): 1691-1697 被引量:710
标识
DOI:10.1021/nl504336h
摘要

Density functional theory calculations have been performed to investigate the binding and diffusion behavior of Li in phosphorene. Our studies reveal the following findings: (1) Li atom forms strong binding with phosphorus atoms and exists in the cationic state; (2) the shallow energy barrier (0.08 eV) of Li diffusion on monolayer phosphorene along zigzag direction leads to an ultrahigh diffusivity, which is estimated to be 102 (104) times faster than that on MoS2 (graphene) at room temperature; (3) the large energy barrier (0.68 eV) along armchair direction results in a nearly forbidden diffusion, and such strong diffusion anisotropy is absent in graphene and MoS2; (4) a remarkably large average voltage of 2.9 V is predicted in the phosphorene-based Li-ion battery; and (5) a semiconducting to metallic transition induced by Li intercalation of phosphorene gives rise to a good electrical conductivity, ideal for use as an electrode. Given these advantages, it is expected that phosphorene will present abundant opportunities for applications in novel electronic device and lithium-ion battery with a high rate capability and high charging voltage.

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
sdysdbd完成签到 ,获得积分10
1秒前
共享精神应助wsqg123采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
芒狗发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
铁观音发布了新的文献求助10
2秒前
超级李包包关注了科研通微信公众号
2秒前
上官若男应助鲤鱼酸奶采纳,获得10
3秒前
善学以致用应助小巧冷菱采纳,获得50
3秒前
4秒前
4秒前
vane发布了新的文献求助10
4秒前
刘明升发布了新的文献求助10
4秒前
芭温行由发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
活泼学生完成签到,获得积分10
6秒前
安平发布了新的文献求助10
6秒前
思源应助君无邪采纳,获得10
6秒前
这瓜不卖发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
堇瓜完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
Vegetable_Dog发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
英姑应助爱撒娇的朋友采纳,获得10
9秒前
俊秀的笑槐发布了新的文献求助100
9秒前
9秒前
9秒前
Suraim完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
Suc完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
ce完成签到,获得积分10
10秒前
化学民工发布了新的文献求助10
11秒前
李健应助Genius采纳,获得10
11秒前
11秒前
小葛发布了新的文献求助10
11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
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
nephSAP® Nephrology Self-Assessment Program - Hypertension The American Society of Nephrology 500
Digital and Social Media Marketing 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 5625702
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4711480
关于积分的说明 14955860
捐赠科研通 4779568
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2553797
邀请新用户注册赠送积分活动 1515710
关于科研通互助平台的介绍 1475906