二维六方Mo_(2)B_(2)作为金属离子电池负极材料的第一性原理研究

作     者：曹宇 张国辉 王长刚 周静 蔡永茂 赵耀 CAO Yu;ZHANG Guohui;WANG Changgang;ZHOU Jing;CAI Yongmao;ZHAO Yao

作者机构：东北电力大学现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室吉林132012 东北电力大学电气工程学院吉林132012 东北电力大学化学工程学院吉林132012 东北电力大学理学院吉林132012 中国铁路设计集团有限公司天津300308 

基　　金：国家自然科学基金(52172185) 吉林省教育厅科学技术研究项目(JJKH20210084KJ) 吉林市科技创新发展计划(20230103006) 吉林省创新创业人才资助项目(2022QN15) 

出 版 物：《硅酸盐学报》 (Journal of The Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2024年第52卷第7期

页      码：2232-2242页

摘      要：可充电金属离子电池(RMBs)迫切需要开发新型高比容量的负极材料。采用第一性原理计算方法研究了六方h-Mo_(2)B_(2)MBene作为RMBs(Li、Na、Mg和K离子)负极材料的潜力。计算结果表明,h-Mo_(2)B_(2)MBene结构稳定且具有良好的导电性。作为RMBs负极材料组装成Li离子电池、Na离子电池、K离子电池和Mg离子电池时,其理论比容量分别为:753、314、125 mA·h·g^(–1)和1506 mA·h·g^(–1)。与传统石墨负极相比,h-Mo_(2)B_(2)在锂离子电池中具有更高的比容量,而Mg离子在h-Mo_(2)B_(2)上的超大理论容量得益于Mg离子可以携带更多的电荷。Li、Na、Mg和K离子在h-Mo_(2)B_(2)上具有较低的扩散势垒,分别为39、10、37 meV和7 meV。Li、Na、Mg和K离子在h-Mo_(2)B_(2)中的平均开路电压分别为:0.36、0.47、0.63 V和0.63 V。这些优异的性能表明,h-Mo_(2)B_(2)MBene可以作为锂离子、钠离子以及镁离子电池等领域中一种非常有前景的负极材料。

主 题 词：第一性原理计算 金属离子电池 负极材料 二维过渡金属硼化物 

学科分类：081702[081702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 

核心收录：

D　O　I：10.14062/j.issn.0454-5648.20230552

馆 藏 号：203128586...