清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

First-principles prediction of a two-dimensional vanadium carbide (MXene) as the anode for lithium ion batteries

锂(药物) 材料科学 阳极 空位缺陷 离子 MXenes公司 从头算 化学物理 吸附 扩散阻挡层 扩散 纳米技术 化学 物理化学 结晶学 热力学 物理 图层(电子) 有机化学 内分泌学 医学 电极
作者
Shirchinnamjil Nyamdelger,Tumentsereg Ochirkhuyag,D. Sangaa,Dorj Odkhuu
出处
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics [Royal Society of Chemistry]
卷期号:22 (10): 5807-5818 被引量:52
标识
DOI:10.1039/c9cp06472a
摘要

Exploring two-dimensional anode materials that can utilize the storage capacity and diffusion mobility of Li ions is at the heart of lithium ion battery (LIB) research. Herein, we report the results of ab initio electronic structure calculations on the storage capacity and diffusion mobility affinities of Li ions adsorbed onto nondefective and defective MXene V2C monolayers. It is found that Li ions strongly chemisorb on the two sides of the V2C surface with a preferential adsorption site at the hollow center of the honeycomb structure. The binding profile and open-circuit voltage calculations reveal that the Li/V2C structure exhibits a specific capacity as high as 472 mA h g-1 at the Li2V2C stoichiometry, a value relatively high compared with those of the typical anode materials including graphite (372 mA h g-1). Furthermore, the diffusion barrier of a Li ion over the V2C surface is identified to be no more than 0.1 eV, which is a few times smaller than that of graphene and graphitic anodes. In addition, during the lithiation and delithiation processes, the change in the lateral lattice is quite small, only about a 2% increase at the full lithiation of Li2V2C, implying a good cycling performance. Importantly, these intriguing findings are very robust against the intrinsic structural and atomic defects including local point vacancies and biaxial compressive and tensile strains. More specifically, the presence of a monovanadium vacancy enhances the binding energy up to 3.1 eV per Li ion, which is about a 30% enhancement compared with the defect-free Li/V2C structure, and reduces the activation barrier by about 2 meV; meanwhile, these binding and diffusion mobility features can be improved even more when the lattice constant of the V2C monolayer is expanded. These results thus suggest that MXene V2C could be a promising anode material with high capacity and high rate capabilities for next generation high-performance 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
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
heisa完成签到,获得积分10
54秒前
1分钟前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
斯文败类应助萝卜猪采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
萝卜猪发布了新的文献求助10
2分钟前
激动的似狮完成签到,获得积分10
2分钟前
zero完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
烨枫晨曦完成签到,获得积分10
2分钟前
zero发布了新的文献求助10
2分钟前
萝卜猪完成签到,获得积分10
3分钟前
new1完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
4分钟前
4分钟前
量子星尘发布了新的文献求助50
4分钟前
顾建瑜完成签到,获得积分20
4分钟前
顾建瑜发布了新的文献求助10
4分钟前
FashionBoy应助顾建瑜采纳,获得10
4分钟前
monica366完成签到,获得积分10
6分钟前
传奇3应助mumu采纳,获得10
6分钟前
6分钟前
6分钟前
xiaoleihu完成签到 ,获得积分10
6分钟前
Boren发布了新的文献求助10
6分钟前
ljx完成签到 ,获得积分10
6分钟前
狂野的含烟完成签到 ,获得积分10
6分钟前
SDNUDRUG完成签到,获得积分10
6分钟前
Boren完成签到,获得积分10
6分钟前
6分钟前
mumu发布了新的文献求助10
6分钟前
mumu完成签到 ,获得积分10
7分钟前
7分钟前
洒家完成签到 ,获得积分10
7分钟前
达克赛德完成签到 ,获得积分10
7分钟前
7分钟前
好的名字能让牛马更好地工作完成签到,获得积分10
7分钟前
7分钟前
GPTea应助科研通管家采纳,获得20
8分钟前
高分求助中
Comprehensive Toxicology Fourth Edition 2026 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
Target genes for RNAi in pest control: A comprehensive overview 600
Master Curve-Auswertungen und Untersuchung des Größeneffekts für C(T)-Proben - aktuelle Erkenntnisse zur Untersuchung des Master Curve Konzepts für ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit bei dynamischer Beanspruchung (Projekt MCGUSS) 500
Design and Development of A CMOS Integrated Multimodal Sensor System with Carbon Nano-electrodes for Biosensor Applications 500
A novel angiographic index for predicting the efficacy of drug-coated balloons in small vessels 500
Textbook of Neonatal Resuscitation ® 500
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 5105312
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4315236
关于积分的说明 13444232
捐赠科研通 4143830
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2270695
邀请新用户注册赠送积分活动 1273228
关于科研通互助平台的介绍 1210332