Li离子电池负极材料石墨炔在B,N掺杂调控下的储Li性能优化

编号：CPJS06955

篇名：Li离子电池负极材料石墨炔在B,N掺杂调控下的储Li性能优化

作者：蔡梦圆 唐春梅 张秋月

关键词： 石墨炔 B掺杂 N掺杂 储锂 密度泛函理论

机构： 河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室 河海大学理学院 南京大学固体微结构物理国家重点实验室

摘要： 一种理想的Li离子电池负极材料需要具有较高的储Li容量和较低的体积膨胀比.本文应用密度泛函理论研究了二维多孔石墨炔在B,N原子掺杂调控后作为Li离子电池负极材料时的储Li性能.计算结果表明,B在石墨炔结构中的掺杂可以增强Li与石墨炔之间的吸附作用,储Li容量可以增加到2061.62 mAh/g,与未掺杂单层石墨炔相比增加了2.77倍.同时,B掺杂降低了Li在垂直于石墨炔平面方向上的扩散能垒,而面内扩散能垒提高了0.1 eV.N掺杂降低了Li与石墨炔之间的相互作用,但增加了Li的稳定位点,储Li容量增加到了1652.12 mAh/g,同时,Li在石墨炔上的扩散性能大大提高,在平面内扩散能垒降至0.37 eV,因此N掺杂石墨炔的充放电性能得到较好提升.因此,B,N掺杂可从不同方面提升石墨炔作为Li电池负极材料时的储Li性能.该研究可以为开发良好的储Li负极材料提供一个良好的研究思路,为实验工作者提供理论依据.