First principles investigation on Na-ion storage in two-dimensional boron-rich B2N, B3N, and B5N

阳极 密度泛函理论 离子 电极 化学 插层(化学) 储能 吸附 材料科学 化学物理 无机化学 计算化学 物理化学 热力学 物理 功率(物理) 有机化学
作者
Xingyi Zhou,Fang Liu,Xianfei Chen,Yi Huang,Peicong Zhang,Beibei Xiao,Wentao Zhang,Lianli Wang
出处
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:25 (2): 1123-1132 被引量:14
标识
DOI:10.1039/d2cp03662b
摘要

Na-ion batteries (SIBs) are emerging as a promising alternative to Li-ion batteries for large-scale energy storage in light of abundant Na resources and their low cost. Development of appropriate electrode materials that can conquer some critical issues such as low theoretical storage capacity and sluggish redox kinetics resulting from the larger radius of Na is urgently needed for their practical applications. In this work, boron-rich 2D BxN (x = 2, 3, and 5) has been explored as promising anode materials for high-performance SIBs based on density functional theory calculations. BxN electrodes exhibit moderate affinity toward Na-ions with adsorption energies of -0.41 to -1.21 eV, which allows stable Na-ion intercalation without the formation of metal dendrites. Moreover, both B3N and B5N deliver low diffusion barriers (0.28 and 0.08 eV) for Na-ion migration, guaranteeing a high charging/discharging rate. More importantly, these BxN anodes exhibit not only a remarkably high theoretical capacity of 1129-1313 mA h g-1 but also a low open-circuit voltage (0.45-0.87 V), which is important to achieve high energy density. AIMD simulations have confirmed the excellent cyclability of BxN electrodes during reversible lithiation/delithiation. These results suggested that the BxN electrode could be used as a new lightweight SIB anode with high capacity, cyclability, and desired rate performance.
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
果果发布了新的文献求助30
刚刚
烟花应助谦让的沛芹采纳,获得10
1秒前
2秒前
3秒前
生活不是电影完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
5秒前
魈玖发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
南巷完成签到 ,获得积分10
6秒前
Akim应助wjm采纳,获得10
7秒前
归海若发布了新的文献求助10
8秒前
香樟园完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
桐桐应助雨衣采纳,获得10
9秒前
暴躁咩发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
泥嚎发布了新的文献求助10
9秒前
江南发布了新的文献求助10
10秒前
传奇3应助ttxxcdx采纳,获得30
10秒前
11秒前
哇咔咔发布了新的文献求助10
12秒前
尼大王发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
yyds发布了新的文献求助100
13秒前
奚斌发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
CC爱学习发布了新的文献求助10
16秒前
格子布发布了新的文献求助10
17秒前
华仔应助韶华采纳,获得10
17秒前
Lizhe发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
SUS发布了新的文献求助10
19秒前
CipherSage应助景飞丹采纳,获得10
20秒前
LLMM关注了科研通微信公众号
21秒前
21秒前
时鹏飞完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
隐形曼青应助眼睛大花生采纳,获得30
21秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 1000
Structural Load Modelling and Combination for Performance and Safety Evaluation 1000
Conference Record, IAS Annual Meeting 1977 820
England and the Discovery of America, 1481-1620 600
電気学会論文誌D(産業応用部門誌), 141 巻, 11 号 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3574241
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3143968
关于积分的说明 9454615
捐赠科研通 2845545
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1564367
邀请新用户注册赠送积分活动 732224
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 718968