在MXene / 石墨烯氧化物异构结构中调整离子扩散:一个ab initio分子动力学研究
Xiangcui Qiu1, Yihao Zheng1, Haibo Li1
1Shandong Provincial Key Laboratory/Collaborative Innovation Center of Chemical Energy Storage & Novel Cell Technology, School of Chemistry and Chemical Engineering, Liaocheng University, Liaocheng 252000, China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|June 11, 2024
概括
在MXene异构结构中优化石墨烯氧化物的氧化,可以提高离子电池的阳极性能. 适当的氧化改善了离子扩散和容量,这对于稳定的电池循环至关重要.
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
- 计算化学的计算化学
背景情况:
- 离子电池 (SIB) 是离子电池的一个有希望的替代品.
- 开发高性能阳极材料对于推进SIB技术至关重要.
- 异构材料为提高电化学性能提供独特的特性.
研究的目的:
- 为了研究石墨烯氧化物氧化对MXene/石墨烯氧化物异构结构中离子 (Na-ion) 间和扩散的影响.
- 为了理解控制这些异构结构内的离子运输的原子尺度机制.
- 为了确定石墨烯氧化物的最佳氧化程度,以提高SIB阳极性能.
主要方法:
- 一开始的分子动力学模拟.
- 第一原则计算.第一原则计算.
- 对离子扩散和结构性质的原子尺度分析.
主要成果:
- 石墨烯氧化物功能组增加了层间间距,促进了初始的Na-ion嵌入.
- 石墨烯氧化物的过氧化阻碍了纳离子扩散通路.
- 一个最佳的氧化水平平衡Na-离子动力学和结构完整性,以实现高效的迁移.
结论:
- MXene/石墨烯氧化物异构结构的合理设计需要仔细控制石墨烯氧化.
- 优化的异构结构对SIB阳极具有出色的容量和循环稳定性.
- 这项研究为开发SIB的先进MXene基阳极材料提供了基本的见解.


