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!

Design of Three-Dimensional Metallic Biphenylene Networks for Na-Ion Battery Anodes with a Record High Capacity

联苯 材料科学 重量分析 阳极 石墨 碳纤维 化学物理 密度泛函理论 纳米技术 化学工程 计算化学 复合材料 物理化学 化学 有机化学 电极 亚苯基 复合数 工程类 聚合物
作者
Mohammed M. Obeid,Dongyuan Ni,Peng-Hu Du,Qiang Sun
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (28): 32043-32055
标识
DOI:10.1021/acsami.2c07436
摘要

Na-ion batteries (NIBs) capture intensive research interest in large-scale energy storage applications because of sodium's abundant resources and low cost. However, the low capacity, poor conductivity, and short cycle life of the commonly used anodes are the main challenges in developing advanced NIBs. Here, stimulated by the recent successful synthesis of biphenylene [Science2021,372, 852], we show that these problems can be curbed by assembling armchair biphenylene nanoribbons of different widths into three-dimensional architectures, which lead to homogeneously distributed nanopores with robust structural and mechanical stability. Through density functional theory and molecular dynamics calculations combined with the tight-binding model, we find that the assembled 3D biphenylene structures are metallic and thermally stable up to 2500 K, where the metallicity is further identified to originate from the pz-orbitals (π-bonds) of the sp2 carbon atoms. Especially, the optimal assembled structures HexC28 (HexC46) deliver a gravimetric capacity of 956 (1165) mA h g-1 and a volumetric capacity of 1109 (874) mA h mL-1, which are much higher than those of graphite and hard carbon anodes. Moreover, they also show a suitable average potential, negligible volume change, and low diffusion energy barrier. These findings demonstrate that assembling biphenylene nanoribbons is a promising strategy for designing next-generation NIB anodes.

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
秋秋完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
wzgkeyantong发布了新的文献求助10
21秒前
小俊发布了新的文献求助10
30秒前
huanghe完成签到,获得积分10
41秒前
al完成签到 ,获得积分0
59秒前
fox发布了新的文献求助10
1分钟前
zhangxiaoqing完成签到,获得积分10
1分钟前
sidashu完成签到,获得积分10
1分钟前
mmj完成签到,获得积分20
1分钟前
酷酷小子完成签到 ,获得积分0
1分钟前
FBQZDJG2122完成签到,获得积分10
1分钟前
balko完成签到,获得积分10
1分钟前
连冷安完成签到,获得积分10
2分钟前
潇湘完成签到 ,获得积分10
2分钟前
眯眯眼的安雁完成签到 ,获得积分10
2分钟前
LeoBigman完成签到 ,获得积分10
2分钟前
3分钟前
cugwzr完成签到,获得积分10
3分钟前
qzh006完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
陶醉的烤鸡完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Bolin发布了新的文献求助10
3分钟前
ruby发布了新的文献求助10
3分钟前
科研通AI2S应助juphen2采纳,获得10
4分钟前
zzgpku完成签到,获得积分0
4分钟前
小欣子完成签到 ,获得积分10
4分钟前
4分钟前
程翠丝发布了新的文献求助10
4分钟前
江枫渔火完成签到 ,获得积分10
4分钟前
5分钟前
科目三应助haibing采纳,获得10
5分钟前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
5分钟前
研友_851KE8发布了新的文献求助10
5分钟前
寡核苷酸小白完成签到 ,获得积分10
5分钟前
5分钟前
haibing发布了新的文献求助10
5分钟前
笑傲完成签到,获得积分10
5分钟前
冉亦完成签到,获得积分10
5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
Predation in the Hymenoptera: An Evolutionary Perspective 1800
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1561
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1200
Holistic Discourse Analysis 600
Beyond the sentence: discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Atlas of Liver Pathology: A Pattern-Based Approach 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5509948
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4604654
关于积分的说明 14489966
捐赠科研通 4539646
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2487621
邀请新用户注册赠送积分活动 1469921
关于科研通互助平台的介绍 1442275