二維六方Mo2B2作為金屬離子電池負(fù)極材料的第一性原理研究

編號(hào)：CYYJ043323

篇名：二維六方Mo2B2作為金屬離子電池負(fù)極材料的第一性原理研究

作者：曹宇 張國輝 王長剛 周靜 蔡永茂 趙耀

關(guān)鍵詞： 第一性原理計(jì)算 金屬離子電池 負(fù)極材料 二維過渡金屬硼化物

機(jī)構(gòu)： 東北電力大學(xué) 東北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院 東北電力大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院 東北電力大學(xué)理學(xué)院 中國鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司

摘要： 可充電金屬離子電池(RMBs)迫切需要開發(fā)新型高比容量的負(fù)極材料。采用第一性原理計(jì)算方法研究了六方h-Mo2B2MBene作為RMBs(Li、Na、Mg和K離子)負(fù)極材料的潛力。計(jì)算結(jié)果表明,h-Mo2B2MBene結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且具有良好的導(dǎo)電性。作為RMBs負(fù)極材料組裝成Li離子電池、Na離子電池、K離子電池和Mg離子電池時(shí),其理論比容量分別為:753、314、125 mA·h·g–1和1506 mA·h·g–1。與傳統(tǒng)石墨負(fù)極相比,h-Mo2B2在鋰離子電池中具有更高的比容量,而Mg離子在h-Mo2B2上的超大理論容量得益于Mg離子可以攜帶更多的電荷。Li、Na、Mg和K離子在h-Mo2B2上具有較低的擴(kuò)散勢(shì)壘,分別為39、10、37 meV和7 meV。Li、Na、Mg和K離子在h-Mo2B2中的平均開路電壓分別為:0.36、0.47、0.63 V和0.63 V。這些優(yōu)異的性能表明,h-Mo2B2MBene可以作為鋰離子、鈉離子以及鎂離子電池等領(lǐng)域中一種非常有前景的負(fù)極材料。