镁和铝离子电池负极材料Nb_(2)N的第一性原理研究

张万贺; 胡建英; 周涛; 吕怡婷; 王克良

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镁和铝离子电池负极材料Nb_(2)N的第一性原理研究

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高性能二维负极材料的开发是可充电离子电池应用的关键。本文基于第一性原理计算,系统研究了Mg和Al离子与二维Nb_(2)N的相互作用,包括其几何构型、电子结构、离子扩散特性、开路电压和理论容量。Mg和Al离子均能吸附在二维Nb_(2)N上,吸附能为负,表明金属与二维Nb_(2)N有较强的结合作用,有利于在可充电离子电池中的应用。二维Nb_(2)N的金属性能保证了离子电池良好的导电性。两种离子的扩散势垒均小于0.2 eV,说明其具有良好的充放电速率。此外,镁离子和铝离子电池均具有比较低的开路电压和高的理论容量。这些结果表明,二维Nb_(2)N适合作为高性能的负极材料而应用于镁离子和铝离子电池。

著录项

来源
《人工晶体学报》 |2023年第8期|1451-1457|共7页
作者
张万贺; 胡建英; 周涛; 吕怡婷; 王克良;
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作者单位

六盘水师范学院;

六盘水师范学院;

贵州省煤炭洁净利用重点实验室;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类凝聚态物理学;
关键词
Nb_(2)N; 镁和铝离子电池; 负极; 二维材料; 第一性原理计算;

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