Mechanisms and Properties of Bismuthene and Graphene/Bismuthene Heterostructures as Anodes of Lithium-/Sodium-Ion Batteries by First-Principles Study

材料科学 异质结 锂(药物) 阳极 石墨烯 离子 扩散 插层(化学) 密度泛函理论 化学工程 纳米技术 热力学 化学 计算化学 电极 无机化学 光电子学 物理化学 医学 内分泌学 工程类 有机化学 物理
作者
Mei Ai,Jianping Sun,Li Zhao,Hao Liang,Liu Cui
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:125 (21): 11391-11401 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.1c02373
摘要

Compared with their bulk counterparts, bismuthene and nanocomposites of graphene and bismuthene have demonstrated improved Li/Na storage and cycling performance experimentally. However, the mechanisms are still unclear. Herein, the properties of bismuthene and graphene/bismuthene (G/Bi) heterostructures as anode materials of Li-/Na-ion batteries have been evaluated by using density functional theory. By comparing the adsorption energies (1.91/1.39 and 3.07/2.38 eV), storage capacities (384.74/384.74 and 443.12/390.99 mA h/g), diffusion barriers (0.48/0.12 and 0.14/0.10 eV), average open-circuit voltages (OCVs) (1.81/1.15 and 1.62/0.87 V), and elastic moduli (18.63 and 381.24 N/m) of Li/Na on bismuthene and G/Bi, it is found that the G/Bi heterostructure exhibits superior structural stability, higher storage capacity, larger electrical conductivity, and higher ion diffusion rate than bismuthene. In particular, the lithiation/sodiation mechanisms have been studied by analyzing the structure changes, the adsorption energies, the OCV variations, and the partial densities of states. The lithiation/sodiation mechanism shows an alloying trend in bismuthene, whereas the intercalation mechanism is seen in the G/Bi heterostructure.

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
嘿嘿发布了新的文献求助10
刚刚
情怀应助QSY采纳,获得30
刚刚
朴实一一发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
1秒前
明小丽发布了新的文献求助20
1秒前
001发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
小马甲应助晚风的柔风6采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
4秒前
Evi完成签到,获得积分10
4秒前
123完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
虚心飞鸟完成签到,获得积分10
5秒前
terryok发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
7秒前
SHENGXI完成签到,获得积分10
7秒前
123发布了新的文献求助10
7秒前
朴实一一完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
BCS完成签到,获得积分10
7秒前
王菲完成签到,获得积分10
7秒前
TianY完成签到,获得积分10
7秒前
脑洞疼应助asd110采纳,获得10
8秒前
yyyyyyyyjt发布了新的文献求助10
8秒前
嘻嘻乙烯发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
zz发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
想学习发布了新的文献求助10
10秒前
耶斯发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
Jared应助hbhbj采纳,获得10
12秒前
丘比特应助旅行的天空采纳,获得10
13秒前
13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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1581
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 1500
Specialist Periodical Reports - Organometallic Chemistry Organometallic Chemistry: Volume 46 1000
Current Trends in Drug Discovery, Development and Delivery (CTD4-2022) 800
The Scope of Slavic Aspect 600
Foregrounding Marking Shift in Sundanese Written Narrative Segments 600
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 5531105
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4620029
关于积分的说明 14571024
捐赠科研通 4559472
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2498457
邀请新用户注册赠送积分活动 1478413
关于科研通互助平台的介绍 1449928