Mo2CS2 MXene as a promising anode material for metal ion batteries: A first-principles study

材料科学 阳极 金属 锂离子电池的纳米结构 离子 纳米技术 工程物理 冶金 电极 物理化学 有机化学 工程类 化学
作者
Heng Luo,Long Pan,Jianrong Xiao,Xueqiong Dai,Zhiyong Wang
出处
期刊:Materials today communications [Elsevier]
卷期号:: 108285-108285
标识
DOI:10.1016/j.mtcomm.2024.108285
摘要

Two-dimensional MXene material is useful as the electrode for metal ion batteries because of its high conductivity and high energy density. In this paper, two-dimensional Mo2CS2 MXene has been predicted to be an ideal anode material for Li+, Na+, K+, Ca2+, and Mg2+ ion batteries by first-principles calculations. It can be found that the Mo2CS2 monolayer has metalloid properties. The calculated results show that Mo2CS2 MXene has low diffusion barrier which are 0.22,0.06,0.05,0.26 and 0.22 eV for Li+, Na+, K+, Ca+ and Mg+ ions, respectively. In addition, the calculated theoretical capacities of Mo2CS2 MXene are 400 mAhg-1 for Li ion, 400 mAhg-1 for Na ion, 200 mAhg-1 for K ion, 400 mAhg-1 for Ca ion and 800 mAhg-1 for Mg ion. Lastly, the average open circuit voltage (OCV) are calculated to be 0.52, 0.45,0.02,0.18 and 0.1 for Li+, Na+, K+, Ca2+ and Mg2+ respectively. Above all, the Mo2CS2 MXene may be a suitable anode material for Li+, Na+, Ca2+ and Mg2+ ion batteries.
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