更多相关文章： QuantumATK在电池/储能材料中的应用 离子电池和储能材料研究案例集（一） 离子电池和储能材料研究案例集（二）（本文） 离子电池和储能材料研究案例集（三） 增强多壁碳纳米管层间的钠离子存储 本文报道了一种利用多壁碳纳米管（MWCNT）作为钠离子电池活性阳极材料的有效方法，即通过增加多壁碳纳米管（MWCNT）外层的层间距离来实现。采用密度泛函紧束缚（DFTB）分子动力学模拟方法研究了其性能的提高。通过范德华修正的密度泛函理论计算，发现钠原子与部分膨胀的碳纳米管（PECNT）形成稳定的键合，结合能为-1.50ev，其中钠原子被固定在两个连续的碳纳米管中的两个六边形之间。波函数和电荷密度分析表明，这种结合本质上是物理吸附。这种较大的结合能放热特性有利于PECNT与钠原子之间的稳定键合，从而有助于提高电化学性能。在实验工作中，利用Hummer方法设计了具有膨胀夹层的MWCNT的部分开孔结构。研究发现，官能团的引入使碳纳米管的外层少数部分打开，而内部核心保持不变。这种性能的提高是由于碳纳米管中间层的膨胀，为钠离子的吸附和插层提供了足够的活性中心。PECNT在电流密度为20 mAh g-1时，比容量为510 mAh g-1，约为相同电流密度下原始MWCNT比容量的2.3倍。与其他碳基材料相比，这种比容量更高。PECNT在电流密度为200mA h g-1时，循环稳定性良好。基于我们的实验和理论结果，我们提出了在碳纳米管中储存钠离子的另一种前景。 相关文章：Enhanced Sodium Ion Storage in Interlayer Expanded Multiwall Carbon Nanotubes. Nano Lett. 2018, 18, 9, 5688–5696；DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b02275 Ge-Air 电池中不同掺杂类型和浓度的Ge(100)和Ge(111)负极的表面钝化 本文采用密度泛函理论对不同掺杂类型和浓度的Ge-air电池中Ge（100）和Ge（111）表面钝化进行了分析。与Ge（111）负极相比，Ge（100）负极与GeO2层结合能大，表面钝化受到抑制。同时，掺杂会阻碍Ge负极上GeO2层的形成，特别是p型掺杂，如B。p型Ge（100）/GeO2和Ge（111）/GeO2之间静电电位差和投影局域态密度的不同也揭示了它们在Ge-air电池中性能区别的根源。此外，I-V曲线显示Ge（100）/GeO2/Ge（100）器件比Ge（111）/GeO2/Ge（111）器件具有更高的电流。这将有助于从根本上理解不同取向和掺杂的Ge-air电池的电化学性能，为Ge-air电池中Ge阳极的设计提供指导。 相关文章：The surface passivation of Ge(100) and Ge(111) anodes in Ge–air batteries with different doping types and concentrations. RSC Adv., 2019, 9, 39582–39588 锑烯作为钠离子电池负极材料的模拟：第一性原理研究 此研究采用第一性原理计算方法，对钠离子电池（SIB）阳极用锑（Sb）的二维（2D）层进行了建模和研究，计算了化学吸附钠原子与锑原子之间的吸附能荷转移和态密度。半导体锑烯经钠吸附后具有金属性质，有利于电池的应用。较高的金属丰度和有效的电荷转移使锑烯具有更好的导电性。锑电极在钠化过程中是稳定的。我们预测最大比容量为421.63mAh/g，高于工业石墨阳极。计算了钠的活化能垒为0.12 eV，与其他考虑的材料相比，这是较低的。锑烯具有比容量高、膨胀小、扩散势垒小等优点，是SIB阳极材料的潜在候选材料。 相关文章：Modelling of antimonene as […]
