Tuning the adsorption and diffusion capabilities of titanium disulfide monolayers by doping and strain engineering: Implications for lithium-ion batteries

单层 锂(药物) 兴奋剂 吸附 材料科学 扩散 拉伤 离子 化学工程 无机化学 电化学 纳米技术 化学 物理化学 热力学 冶金 有机化学 电极 光电子学 内分泌学 工程类 内科学 物理 医学
作者
A. K. Nair,Carlos Da Silva,Cristina H. Amon
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier BV]
卷期号:600: 154164-154164 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2022.154164
摘要

Doping and strain engineering are effective tuning approaches for improving the electrochemical performance of materials in batteries and catalytic applications. This work investigates the adsorption and diffusion properties of lithium (Li) atoms on two-dimensional (2D) titanium disulfide (TiS 2 ) using first-principles calculations. This work also investigates the effects of strain and heteroatom doping with manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), and copper (Cu) on the performance of 2D TiS 2 and the prospects for its use in Li-ion batteries. Compared to other 2D materials such as VS 2 and MoS 2 , our findings reveal that pristine TiS 2 has a strong Li-ion adsorption energy of −2.03 eV, which improves to −2.07 eV and −2.62 eV by strain and doping, respectively. While no noticeable decrease in the diffusion energy barrier of the material is observed due to strain, the substitution of Ti with Co atoms results in a considerable reduction in the energy barrier from 0.19 eV to 0.12 eV. We also observed a dramatic enhancement of the open circuit voltage by ∼ 43% when a tensile strain of 4% is applied, and by ∼ 54% when the Co doping concentration is increased to 22.2%. The results indicate that 2D TiS 2 is a potential contender for battery anodes as well as electrocatalytic applications, with doping and strain engineering further enhancing the properties of the material. • DFT study of Li-ion adsorption and diffusion on pristine, strained and doped TiS 2 . • Doping significantly enhances the adsorption of Li ions on the surface of TiS 2 . • TiS 2 doped with Co atoms has a low Li-ion diffusion barrier and a high capacity.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
weishen完成签到,获得积分0
刚刚
1秒前
ruochenzu发布了新的文献求助10
1秒前
3秒前
LYQ完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
星辰大海应助重要手机采纳,获得10
4秒前
hanspro发布了新的文献求助10
4秒前
nosay完成签到 ,获得积分10
6秒前
小明明完成签到,获得积分10
6秒前
tree完成签到,获得积分10
6秒前
情怀应助酷炫小天鹅采纳,获得10
6秒前
Justtry发布了新的文献求助10
6秒前
科研通AI5应助普鲁斯特采纳,获得10
8秒前
小杰杰完成签到,获得积分10
8秒前
da_line发布了新的文献求助30
9秒前
希望天下0贩的0应助AKA采纳,获得10
11秒前
织织应助樱桃儿采纳,获得10
11秒前
111发布了新的文献求助10
11秒前
思思完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
lori发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
nosay关注了科研通微信公众号
13秒前
小栩发布了新的文献求助10
15秒前
1q完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
逆流发布了新的文献求助10
17秒前
uu完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
18秒前
18秒前
自觉静竹发布了新的文献求助10
18秒前
jason93发布了新的文献求助10
19秒前
泡泡完成签到 ,获得积分10
19秒前
好好学习完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
孙一一完成签到 ,获得积分10
20秒前
Chaobo完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
F-35B V2.0 How to build Kitty Hawk's F-35B Version 2.0 Model 2000
줄기세포 생물학 1000
The Netter Collection of Medical Illustrations: Digestive System, Volume 9, Part III - Liver, Biliary Tract, and Pancreas (3rd Edition) 600
Founding Fathers The Shaping of America 500
中国减肥产品行业市场发展现状及前景趋势与投资分析研究报告(2025-2030版) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4511383
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3957081
关于积分的说明 12267612
捐赠科研通 3618177
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1990990
邀请新用户注册赠送积分活动 1027237
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 918572