作为一个平衡的性能离子电池的阳极材料的Penta-SiCN单层
Xiao-Juan Ye1, Xiao-Han Wang1, Hong-Bao Cao1
1College of Integrated Circuit Science and Engineering, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|October 24, 2023
概括
-SiCN显示出作为离子电池 (LIB) 的高性能阳极材料的承诺. 它的金属性质,低离子扩散屏障和优异的电解质兼容性表明它可以显著提升能源存储解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 离子电池 (LIB) 对清洁能源储存至关重要.
- 开发先进的阳极材料对于提高LIB性能至关重要.
- -SiCN的内在金属特性表明了电极应用的潜力.
研究的目的:
- 用理论计算评估penta-SiCN作为LIBs的阳极材料的性能.
- 研究离子扩散机制和penta-SiCN中的能量障碍.
- 评估penta-SiCN的理论容量,电压,体积膨胀和电解质兼容性.
主要方法:
- 使用第一原则计算来模拟和分析五SiCN.
- 计算的重点是原子和空位迁移能量障碍.
- 确定了理论特定容量,平均开通电路电压和体积膨胀.
主要成果:
- -SiCN证明了原子迁移 (0.107 eV) 和空位迁移 (0.006 eV) 的低扩散能障碍.
- 预测的高理论容量为1485.98 mA h g−1.
- 该材料具有较低的体积膨胀率 (1%) 和与常见的LIB电解质相比,具有强大的湿透性.
结论:
- 五SiCN是LIBs中高性能阳极材料的有希望的候选者.
- 其有利的扩散动力学,高容量和出色的兼容性支持其潜在的应用.
- 理论发现表明,penta-SiCN可以增强下一代储能设备.


