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多孔氢取代Graphyne作为一个有前途的锂离子电池的阳极

*通信:

Csaba Endrodi
化学系,57 Ullswater大街西区南安普顿汉普郡UKS018
电子邮件:publisher@tsijournals.com

文摘

多孔氢取代graphyne (HsGY)已经被认为是一种很有前途的候选人为阳极材料由于其优异的电化学性能。HsGY单层和双层出色的机械性能,包括实质性的临界压力(> 25%)和强大的平面刚度(> 200 N),根据力学实验。的双层HsGY的硬度为400.27 N m,这是非常高的。李在双分子层吸附较强HsGY比单层HsGY。单层和双层HsGY可能有吸引力的锂离子电池的负极材料,因为他们的优势,包括临界应变大、机械刚度高,强烈的吸附,低扩散能源障碍,和高电荷的能力。

关键字

石墨烯;多孔氢;电化学性能

锂离子电池

最近的便携式电子设备的快速发展,移动通信设备和电动汽车,锂离子电池(LIBs)由于其高安全引起了极大关注,重量轻,寿命长。超薄库,在众多库,有很多潜在的便携式电子设备包括集成电路智能卡、可穿戴健康小工具,显示清单和灵活的太阳能电池板。库通常有两个电极:一个阳极和阴极。因为阳极材料品质影响至关重要的锂电池循环寿命等(自由)属性、容量、充电/放电率,选择合适的阳极材料是至关重要的。机械应力下,传统阳极材料,这主要是由石墨和氧化物,可以很容易地分离或分层。由于他们特殊的电化学特征和独特的形状,它允许很多插入通道和快速metalion扩散,二维(2 d)材料被广泛研究作为充电填词的阳极材料。碳基2 d材料是最广泛用于金属离子电池由于其丰富、可购性和化学稳定性。石墨烯具有良好的电化学性能和冗长的cyclability作为典型的成员以碳为基础的二维材料。发现Graphynes (gy),均匀的纳米孔和一个低原子密度,提供了一个新颖的锂存储选项。gy由sp和sp²C原子杂化。gy, gy, gy Graphdiyne (GDY)和-GDY GYs家族的所有成员。多孔氢取代GY (HsGY)纳米表,GY家族的新成员,最近被综合利用一个简单的自底向上的合成技术。HsGY-based电极初始李高电荷容量1640毫安h马50岁以下的g1和可逆容量1550毫安h g1可以稳定。电子离子相互作用计算使用projectoraugmented平面波的潜力,而电子exchange-correlation交互使用延长梯度近似的形式来表示Perdew,伯克,Ernzerhof (PBE)功能。对于所有模拟,范德瓦耳斯就是secu * tanu减去vdW()相互作用(Grimme DFT-D2技术)。动能能源极限是520 eV。结构优化,k-mesh使用。

对于所有模拟,范德瓦耳斯就是secu * tanu减去VDW()相互作用(Grimme DFT-D2技术)。动能能源极限是520 eV。结构优化,551年k-mesh使用。每层,地层能量是190.65,240.87,227.70,和195.17伏。最有利的结构是AB-stacking双层HsGY,与晶格常数a = b = 11.915。使用密度泛函理论计算,吸附和扩散锂的特点对单层和双层HsGY测定。单层和双层HsGY发现表现出明显的临界压力和强大的面内刚度。结构变形将发生在lithiation周期,然而,lithiated HsGY可以保持层状结构。当李原子结合单层和双层HsGY,结合能高,吸附锂和双分子层之间的相互作用比单层HsGY HsGY更强。电荷能力的单层和双层HsGY mAhg1是3378和2895,分别。