All-carbon-based porous topological semimetal for Li-ion battery anode material

阳极 材料科学 电池(电) 拓扑(电路) 半金属 石墨 碳纤维 锂(药物) 离子 多孔性 密度泛函理论 纳米技术 化学物理 光电子学 化学 复合材料 带隙 计算化学 物理 电极 热力学 物理化学 电气工程 有机化学 医学 功率(物理) 内分泌学 复合数 工程类
作者
Junyi Liu,Shuo Wang,Qiang Sun
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:114 (4): 651-656 被引量:121
标识
DOI:10.1073/pnas.1618051114
摘要

Topological state of matter and lithium batteries are currently two hot topics in science and technology. Here we combine these two by exploring the possibility of using all-carbon-based porous topological semimetal for lithium battery anode material. Based on density-functional theory and the cluster-expansion method, we find that the recently identified topological semimetal bco-C16 is a promising anode material with higher specific capacity (Li-C4) than that of the commonly used graphite anode (Li-C6), and Li ions in bco-C16 exhibit a remarkable one-dimensional (1D) migration feature, and the ion diffusion channels are robust against the compressive and tensile strains during charging/discharging. Moreover, the energy barrier decreases with increasing Li insertion and can reach 0.019 eV at high Li ion concentration; the average voltage is as low as 0.23 V, and the volume change during the operation is comparable to that of graphite. These intriguing theoretical findings would stimulate experimental work on topological carbon materials.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
马慧娜完成签到,获得积分10
1秒前
Orange应助固态采纳,获得10
1秒前
3秒前
fuguier完成签到,获得积分10
8秒前
暴躁的信封完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
feitian201861完成签到,获得积分10
9秒前
犹豫翠萱完成签到 ,获得积分10
10秒前
研友_Zb1rln完成签到,获得积分10
10秒前
Forever完成签到,获得积分10
10秒前
zzulpc完成签到,获得积分10
12秒前
欣慰的无颜完成签到,获得积分10
14秒前
固态发布了新的文献求助10
14秒前
bjr完成签到 ,获得积分10
16秒前
小包子完成签到,获得积分10
18秒前
Apricity完成签到,获得积分10
19秒前
薄荷小新完成签到 ,获得积分10
21秒前
独摇之完成签到,获得积分10
22秒前
tianzml0应助LQS采纳,获得10
22秒前
固态完成签到,获得积分10
23秒前
小雨完成签到,获得积分10
29秒前
体贴向珊完成签到,获得积分10
29秒前
嘎嘎坤完成签到 ,获得积分10
31秒前
选课完成签到,获得积分10
32秒前
山乞凡完成签到 ,获得积分10
33秒前
33秒前
34秒前
脆脆应答完成签到,获得积分10
35秒前
无私的颤完成签到,获得积分10
37秒前
hehe完成签到,获得积分20
39秒前
闲人不贤完成签到,获得积分10
40秒前
raiychemj发布了新的文献求助200
40秒前
田様应助街角哭泣采纳,获得10
42秒前
西北小教授完成签到,获得积分10
42秒前
可爱的坤完成签到,获得积分10
42秒前
妙手回春板蓝根完成签到,获得积分10
47秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3162519
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2813358
关于积分的说明 7900144
捐赠科研通 2472938
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1316594
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 631375
版权声明 602175