二维半导体R57-BN作为钠离子电池阳极材料的理论研究

摘要

预测了一种由硼氮元素组成的五边形、七边形二维半导体结构——R57-BN,并基于第一性原理计算对R57-BN作为钠离子电池阳极材料的电化学性能进行了研究.结果表明, R57-BN具有良好的动力学和热力学稳定性,其用作钠离子电池阳极时具有很高的理论比容量(662.40 mA·h/g).钠在R57-BN表面的扩散势垒低至0.55 eV,保证了R57-BN的快速充放电性能.此外,吸附钠原子后, R57-BN表现出由半导体向金属性质的转变,保证了其良好的导电性.同时，R57-BN具有较低的平均开路电压(0.50 V),符合阳极材料的合理电压范围(0.1～1.0 V).该研究表明，单层R57-BN具有作为钠离子电池阳极材料的潜力,为开发储钠阳极材料提供一个良好的研究思路.

关键词

第一性原理 / 二维材料 / 电极材料 / 金属离子电池