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東北大學(xué)發(fā)現(xiàn)鈉離子電池陽(yáng)極材料AsC5

時(shí)間:2023-08-04 17:43來(lái)源:蓋世汽車(chē) 作者:Scarlet

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中國(guó)沈陽(yáng)東北大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新型單層砷化碳（AsC5），可用作鈉離子電池（NIB）的陽(yáng)極材料。

通過(guò)無(wú)偏第一原理結(jié)構(gòu)搜索仿真，研究人員找到了一種具有多種功能優(yōu)勢(shì)特性的新型單層AsC5。在該理論仿真的基礎(chǔ)上，研究人員發(fā)現(xiàn)該材料在能量、機(jī)械、動(dòng)力學(xué)和熱穩(wěn)定性方面都表現(xiàn)極強(qiáng)的穩(wěn)定性，支持了實(shí)驗(yàn)的可行性。

計(jì)算模擬表明Na在單層（雙層）AsC5上具有穩(wěn)定的吸附能力。當(dāng)Na原子插入時(shí)，單層（雙層）AsC5的金屬特性得以保持，從而確保了良好的電氣傳輸。此外，單層（雙層）AsC5 上的Na擴(kuò)散阻抗僅為0.16 (0.09) eV，這表明它具有快速充放電能力。

單層（雙層）AsC5材料的比容量高于目前部分二維材料，最大可達(dá) 794.28 mA h/g（596.01 mA h/g）。AsC5鈉化后的體積波動(dòng)很小（1.2%），表現(xiàn)出很強(qiáng)的循環(huán)可逆性。因此，AsC5的這些關(guān)鍵特性使其有望成為NIB陽(yáng)極材料的備選材料。

研究人員在論文中指出，目前可行鈉離子電池的主要研究重點(diǎn)是高能量密度、強(qiáng)穩(wěn)定性和低擴(kuò)散阻力的陽(yáng)極材料。隨著人們對(duì)無(wú)機(jī)二維材料的興趣越發(fā)濃厚，人們對(duì)含有 IV（C、Si、Ge、Sn）和 V（N、P、As、Sb）元素的新型二維材料也開(kāi)始產(chǎn)生了興趣。

石墨烯和砷烯是兩種重要的二維材料。由于砷烯中的非平面sp3鍵和石墨烯中的sp2鍵，這兩種材料分別具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和特性。因此，證明是否可以制造出穩(wěn)定的單層砷化碳，以補(bǔ)充砷烯和石墨烯的特點(diǎn)非常必要。鑒于碳材料具有出色的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性，因此研究人員在這項(xiàng)工作中主要關(guān)注富含碳的AsC5成分。

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：鈉離子電池陽(yáng)極材料

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