层状InOCI作为锂、镁和铝离子电池阳极材料的第一性原理研究(Battery Energy 2025)

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摘要

最近巴基斯坦古吉拉特与意大利坎帕尼亚大学、阿联酋阿布扎比大学、沙特国王大学、意大利罗马大学的研究者们,报告了氯氧化铟(InOCl)作为有前景的电极材料,在可充电锂离子电池(LIB)、镁离子电池(MIB)和铝离子电池(AIB)中的应用。作者基于 AMS 中的 BAND 模块,使用密度泛函理论(DFT)和从头计算分子动力学(AIMD)计算仔细研究了 InOCl 的阳极性质,以探索其结构、电子、输运和电化学特性。

结果表明,InOCl 比商用阳极材料储存更多的金属离子。LIB、MIB 和 AIB 的充电容量分别为 3604、4700、2820 mAhg−1,这表明 InOCl 可能是一种非常有能力的阳极材料。主体材料的开路电压分别为 Li 2.05V、Mg 1.7V 和 Al 0.95V。LIB、MIB和AIB的体积膨胀分别计算为9.12%、3.6%和15.5%,这表明主体在充电/放电循环过程中具有抗膨胀的弹性。基于锂离子、镁离子和铝离子的扩散动力学和过渡势垒,研究了主体的电化学性能。LIB、MIB 和 AIB 的最小能垒分别计算为 0.20、0.80 和 0.44eV,而扩散系数值分别计算为1.14×10−9、1.1×10–11 和 0.88×10-9m2/s。此外,离子电导率的相应值分别计算为 10.32×10−2、1.1×10−2和 8.50×10−3 S/m。

参考文献

  • Uncovering the Potential of Layered InOCI as Anode Material in Lithium, Magnesium, and Aluminum Ion Batteries: First‐Principles Investigations, Battery Energy, 2025, 70013
 
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