• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

通过合理设计基于硅的层状结构来控制 Na 扩散。

Controlling Na diffusion by rational design of Si-based layered architectures.

机构信息

Singapore University of Technology and Design, 20 Dover Drive, Singapore 138682, Singapore.

出版信息

Phys Chem Chem Phys. 2014 Mar 7;16(9):4260-7. doi: 10.1039/c3cp54320j.

DOI:10.1039/c3cp54320j
PMID:24452014
Abstract

By means of density functional theory, we systematically investigate the insertion and diffusion of Na and Li in layered Si materials (polysilane and H-passivated silicene), in comparison with bulk Si. It is found that Na binding and mobility can be significantly facilitated in layered Si structures. In contrast to the Si bulk, where Na insertion is energetically unfavorable, Na storage can be achieved in polysilane and silicene. The energy barrier for Na diffusion is reduced from 1.06 eV in the Si bulk to 0.41 eV in polysilane. The improvements in binding energetics and in the activation energy for Na diffusion are attributed to the large surface area and available free volume for the large Na cation. Based on these results, we suggest that polysilane may be a promising anode material for Na-ion and Li-ion batteries with high charge-discharge rates.

摘要

利用密度泛函理论,我们系统地研究了 Na 和 Li 在层状 Si 材料(聚硅烷和 H 钝化硅烯)中的插入和扩散,与体 Si 进行了比较。结果发现,Na 的结合和迁移可以在层状 Si 结构中得到显著促进。与 Si 体中 Na 的插入是不利的情况相反,Na 可以储存在聚硅烷和硅烯中。Na 扩散的能垒从 Si 体中的 1.06 eV 降低到聚硅烷中的 0.41 eV。Na 扩散的结合能和活化能的改善归因于大的 Na 阳离子的表面积大和可用的自由体积。基于这些结果,我们提出聚硅烷可能是一种很有前途的用于高倍率充放电的钠离子和锂离子电池的阳极材料。

相似文献

1
Controlling Na diffusion by rational design of Si-based layered architectures.通过合理设计基于硅的层状结构来控制 Na 扩散。
Phys Chem Chem Phys. 2014 Mar 7;16(9):4260-7. doi: 10.1039/c3cp54320j.
2
Phosphorene as an anode material for Na-ion batteries: a first-principles study.磷烯作为钠离子电池的阳极材料:第一性原理研究。
Phys Chem Chem Phys. 2015 Jun 7;17(21):13921-8. doi: 10.1039/c5cp01502b. Epub 2015 May 7.
3
Li-ion adsorption and diffusion on two-dimensional silicon with defects: a first principles study.锂离子在二维硅及其缺陷中的吸附和扩散:第一性原理研究。
ACS Appl Mater Interfaces. 2013 Nov 13;5(21):10690-5. doi: 10.1021/am402828k. Epub 2013 Oct 18.
4
Lithiation and Sodiation of Hydrogenated Silicene: A Density Functional Theory Investigation.氢化硅烯的锂化和钠化:密度泛函理论研究
ChemSusChem. 2021 Dec 17;14(24):5460-5469. doi: 10.1002/cssc.202101742. Epub 2021 Nov 5.
5
2D Dumbbell Silicene as a High Storage Capacity and Fast Ion Diffusion Anode for Li-Ion Batteries.二维哑铃状硅烯作为锂离子电池的高存储容量和快速离子扩散阳极
ACS Appl Mater Interfaces. 2022 Oct 19;14(41):47262-47271. doi: 10.1021/acsami.2c13535. Epub 2022 Oct 7.
6
Single-layered V2O5 a promising cathode material for rechargeable Li and Mg ion batteries: an ab initio study.单层 V2O5 作为可再充电 Li 和 Mg 离子电池的有前途的阴极材料:从头算研究。
Phys Chem Chem Phys. 2013 Jun 14;15(22):8705-9. doi: 10.1039/c3cp51167g. Epub 2013 May 2.
7
First principles study of lithium insertion in bulk silicon.第一性原理研究硅体中的锂离子嵌入。
J Phys Condens Matter. 2010 Oct 20;22(41):415501. doi: 10.1088/0953-8984/22/41/415501. Epub 2010 Sep 23.
8
Theoretical studies of lithium incorporation into α-Sn(100).α-Sn(100)中锂掺入的理论研究。
J Chem Phys. 2013 Feb 7;138(5):054706. doi: 10.1063/1.4789525.
9
Unveiling the charge migration mechanism in Na2O2: implications for sodium-air batteries.揭示过氧化钠中的电荷迁移机制:对钠空气电池的启示。
Phys Chem Chem Phys. 2015 Mar 28;17(12):8203-9. doi: 10.1039/c4cp05042h.
10
Two-dimensional NaSiS as a promising anode material for rechargeable sodium-based batteries: ab initio material design.二维 NaSiS 作为一种有前途的可充电钠离子电池用阳极材料:从头材料设计。
Phys Chem Chem Phys. 2019 Nov 13;21(44):24326-24332. doi: 10.1039/c9cp03352a.

引用本文的文献

1
First-Principle Insights Into Molecular Design for High-Voltage Organic Electrode Materials for Mg Based Batteries.基于第一性原理对镁基电池高压有机电极材料分子设计的见解
Front Chem. 2020 Feb 18;8:83. doi: 10.3389/fchem.2020.00083. eCollection 2020.
2
Interstitial sodium and lithium doping effects on the electronic and mechanical properties of silicon nanowires: a DFT study.间隙钠和锂掺杂对硅纳米线的电子和机械性能的影响:DFT 研究。
J Mol Model. 2019 Nov 9;25(11):338. doi: 10.1007/s00894-019-4239-5.
3
Lithium Attachment to C60 and Nitrogen- and Boron-Doped C60: A Mechanistic Study.
锂与C60以及氮掺杂和硼掺杂C60的结合:一项机理研究。
Materials (Basel). 2019 Jul 3;12(13):2136. doi: 10.3390/ma12132136.
4
Facile Synthesis of Amorphous Ge Supported by Ni Nanopyramid Arrays as an Anode Material for Sodium-Ion Batteries.由镍纳米金字塔阵列支撑的非晶态锗的简便合成作为钠离子电池的阳极材料
ChemistryOpen. 2019 Mar 5;8(3):298-303. doi: 10.1002/open.201900024. eCollection 2019 Mar.
5
Mesoporous Silicon Microspheres Produced from In Situ Magnesiothermic Reduction of Silicon Oxide for High-Performance Anode Material in Sodium-Ion Batteries.通过原位镁热还原氧化硅制备的介孔硅微球用于钠离子电池高性能负极材料
Nanoscale Res Lett. 2018 Sep 10;13(1):275. doi: 10.1186/s11671-018-2699-7.
6
First-Principles Study of Sodium Intercalation in Crystalline Na Si (0 ≤ x ≤ 4) as Anode Material for Na-ion Batteries.第一性原理研究钠离子在 Na-Si(0 ≤ x ≤ 4)晶体中的嵌入作为钠离子电池的负极材料。
Sci Rep. 2017 Jul 13;7(1):5350. doi: 10.1038/s41598-017-05629-x.