高国翔, 熊鑫, 刘春生, 叶小娟

高等学校化学学报 2024, 45 (12): 20240371-. DOI:10.7503/cjcu20240371

摘要（294）

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通过基于密度泛函理论的第一性原理计算, 研究了由二维T-BN和T-graphene组成的异质结(T-BN/ T-graphene)作为锂离子电池(LIBs)阳极材料的综合性能. 计算结果表明, T-BN/T-graphene异质结阳极材料展示了较低的扩散势垒(0.30~0.61 eV)、较大的理论容量(678.5 mA∙h/g)、适当的平均开路电压(1.06 V)和较小的晶格常数变化(0.86%/0.44%). 与单层T-BN和单层T-graphene相比, T-BN/T-graphene异质结在扩散性能方面略有改善, 最低扩散势垒降至0.30 eV, 表明其具有较快的充放电能力.

为了探究3种构型的电子性质，计算了它们的电荷局域密度（ELF）图［图7（A）~（C）］. 在吸附第二层Li后，上层Li的表面还有一层负的电子云［图7（B）］. 然而，若再往上吸附Li，部分Li可能会掉下来并靠近吸附第二层的Li，增加形成Li团簇的风险. 因此，没有考虑继续在上层吸附Li. 而在吸附第三层Li后，下层Li的表面没有带负的电子云，说明不能再往下吸附Li了，其最大构型就是B₁₆N₁₆C₃₆Li₂₁［图7（C）］.