二维半导体R57-BN作为钠离子电池阳极材料的理论研究

王文春, 马天赐, 刘春生

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高等学校化学学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (06) : 93-100.

二维半导体R57-BN作为钠离子电池阳极材料的理论研究

  • 王文春, 马天赐, 刘春生
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摘要

预测了一种由硼氮元素组成的五边形、七边形二维半导体结构——R57-BN,并基于第一性原理计算对R57-BN作为钠离子电池阳极材料的电化学性能进行了研究.结果表明, R57-BN具有良好的动力学和热力学稳定性,其用作钠离子电池阳极时具有很高的理论比容量(662.40 mA·h/g).钠在R57-BN表面的扩散势垒低至0.55 eV,保证了R57-BN的快速充放电性能.此外,吸附钠原子后, R57-BN表现出由半导体向金属性质的转变,保证了其良好的导电性.同时,R57-BN具有较低的平均开路电压(0.50 V),符合阳极材料的合理电压范围(0.1~1.0 V).该研究表明,单层R57-BN具有作为钠离子电池阳极材料的潜力,为开发储钠阳极材料提供一个良好的研究思路.

关键词

第一性原理 / 二维材料 / 电极材料 / 金属离子电池

中图分类号

O646 / TM912

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王文春, 马天赐, 刘春生. 二维半导体R57-BN作为钠离子电池阳极材料的理论研究. 高等学校化学学报. 2024, 45(06): 93-100

基金

国家自然科学基金(批准号:61974068)资助

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