Hd-Graphene: A Hexagon-Deficient Carbon-Based Anode for Metal-Ion Batteries with High Charge/Discharge Rates

石墨烯 阳极 材料科学 碳纤维 离子 石墨 化学工程 分析化学(期刊) 纳米技术 电极 化学 复合材料 复合数 物理化学 工程类 有机化学 色谱法
作者
Yan Gao,Da Li,Tian Cui
出处
期刊:ACS applied electronic materials [American Chemical Society]
卷期号:3 (11): 5147-5154 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acsaelm.1c00931
摘要

Although two-dimensional (2D) hexagon-deficient graphene allotropes as anode materials have been studied in the field of metal-ion batteries (MIBs), high-performance hexagon-deficient carbon allotrope anodes for MIBs are still rare. Here, a 2D hexagon-deficient planar carbon allotrope Hd-graphene, with excellent in-plane stiffness and metallicity, is designed by employing first-principles calculations. Hd-graphene, which consists of pentagons and heptagons as well as a small number of hexagons and squares, is 0.6 eV/atom energetically more stable than the well-known hexagon-free pentagraphene. Hd-graphene can be seen as a high-performance candidate anode for MIBs because its higher maximum theoretical capacities (1395.83, 1116.67, and 1116.67 mA h/g for Li, Na, and K ions, respectively) are approximately 3.7 times that of the well-known commercial anode graphite (372 mA h/g). Moreover, compared to graphite, Hd-graphene has lower average open-circuit voltages of 0.03, 0.11, and 0.09 V for Li-, Na-, and K-ion batteries, respectively. Most importantly, Hd-graphene possesses extremely low diffusion energy barriers of 0.21, 0.14, and 0.09 eV for Li, Na, and K ions, respectively, which ensure high charge/discharge rate capacities. Our work not only proposes a promising high-performance anode material for MIBs but also provides a guide for designing carbon-based anode materials.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
书签完成签到,获得积分10
1秒前
皮卡丘2023发布了新的文献求助10
1秒前
兰晋彤发布了新的文献求助10
3秒前
亿妤完成签到,获得积分10
3秒前
迅速白梦发布了新的文献求助10
4秒前
葛怀锐完成签到 ,获得积分10
4秒前
小李完成签到 ,获得积分10
4秒前
清池朝颜完成签到 ,获得积分10
4秒前
ROMANTIC完成签到 ,获得积分10
5秒前
不入流的IT宅男完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
duosu完成签到,获得积分10
8秒前
小岳同学完成签到,获得积分10
11秒前
是亲爱的小王完成签到,获得积分10
11秒前
lqphysics完成签到,获得积分10
11秒前
南瓜气气完成签到,获得积分10
12秒前
欧祺完成签到 ,获得积分10
12秒前
TCB完成签到,获得积分10
12秒前
lym54发布了新的文献求助10
13秒前
要减肥的砖头完成签到,获得积分10
16秒前
Rabbit完成签到 ,获得积分10
17秒前
迅速白梦完成签到,获得积分10
19秒前
Lucas应助我是雅婷采纳,获得10
21秒前
WenJun完成签到,获得积分10
21秒前
26秒前
英俊的铭应助duosu采纳,获得10
28秒前
Lucas应助张张采纳,获得10
28秒前
李十一完成签到,获得积分10
29秒前
agnway发布了新的文献求助10
29秒前
忐忑的惜寒完成签到,获得积分10
29秒前
ruler完成签到 ,获得积分10
30秒前
psycho完成签到,获得积分10
31秒前
ding应助雷家采纳,获得10
31秒前
李明完成签到,获得积分10
32秒前
gugugaga完成签到,获得积分10
33秒前
Alan完成签到,获得积分10
34秒前
zz完成签到,获得积分10
35秒前
11完成签到,获得积分10
35秒前
呆呆小猪完成签到,获得积分10
35秒前
懒得可爱完成签到,获得积分10
37秒前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 800
Multifunctional Agriculture, A New Paradigm for European Agriculture and Rural Development 600
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
A radiographic standard of reference for the growing knee 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2478892
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2141545
关于积分的说明 5459360
捐赠科研通 1864725
什么是DOI,文献DOI怎么找? 926979
版权声明 562915
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 496023