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
哦 我的天完成签到,获得积分0
刚刚
卓隶完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
蟹蟹完成签到,获得积分10
1秒前
fhghhhjh完成签到,获得积分10
1秒前
CR7应助博修采纳,获得10
1秒前
paojiao不辣发布了新的文献求助10
1秒前
okkk完成签到,获得积分10
1秒前
qls完成签到,获得积分10
1秒前
cchx发布了新的文献求助10
2秒前
hhhh完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
陈隆完成签到,获得积分10
3秒前
无花果应助自然有手就行采纳,获得10
3秒前
婷1223完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
冷酷含羞草完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
淡淡宛完成签到 ,获得积分0
4秒前
酷波er应助小红采纳,获得10
5秒前
zheyin完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
温柔若颜完成签到,获得积分10
5秒前
研友_LOokQL完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
xny发布了新的文献求助10
6秒前
huichuanyin完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
YOYO完成签到,获得积分10
6秒前
SY完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
cici完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
蛰伏的小宇宙完成签到 ,获得积分10
7秒前
17完成签到,获得积分10
8秒前
大个应助歪比巴卜采纳,获得10
8秒前
言十四完成签到,获得积分10
8秒前
LMM发布了新的文献求助10
8秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 1370
Encyclopedia of Mathematical Physics 2nd Edition 1000
生物降解型栓塞微球市场(按产品类型、应用和最终用户)- 2030 年全球预测 1000
Implantable Technologies 500
A simple method for reusing western blots on PVDF membranes 500
Ecological and Human Health Impacts of Contaminated Food and Environments 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 360
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 物理 生物化学 计算机科学 内科学 纳米技术 复合材料 化学工程 遗传学 催化作用 物理化学 基因 冶金 量子力学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3924743
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3469424
关于积分的说明 10957840
捐赠科研通 3198833
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1767348
邀请新用户注册赠送积分活动 856788
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 795653