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Prediction of two-dimensional CP3 as a promising electrode material with a record-high capacity for Na ions
Nanoscale Advances ( IF 4.6 ) Pub Date : 2020-09-23 , DOI: 10.1039/d0na00746c Zishuang Cheng 1 , Xiaoming Zhang 1, 2 , Hui Zhang 1 , Jianbo Gao 3 , Heyan Liu 1, 2 , Xiao Yu 1, 2 , Xuefang Dai 1 , Guodong Liu 1 , Guifeng Chen 1
Nanoscale Advances ( IF 4.6 ) Pub Date : 2020-09-23 , DOI: 10.1039/d0na00746c Zishuang Cheng 1 , Xiaoming Zhang 1, 2 , Hui Zhang 1 , Jianbo Gao 3 , Heyan Liu 1, 2 , Xiao Yu 1, 2 , Xuefang Dai 1 , Guodong Liu 1 , Guifeng Chen 1
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Borophene with a maximum Li/Na capacity of 1984 mA h g−1 (nanoscale 2016, 8, 15 340–15 347) has shown the highest capacity among two-dimensional (2-D) anode materials identified so far. Herein, we report the record break for Na-ion using a newly proposed 2-D material, namely, CP3. We fully investigated Li- and Na-ion adsorption and diffusion processes on a CP3 monolayer. We found that the material can enable stable Li/Na adsorption considering charge accumulation on CP3 surfaces. The ion diffusion barriers for Li and Na were identified to be 98 meV and 356 meV, respectively. These values were comparable or smaller than those of the typical high-capacity electrode materials such as borophene. Most remarkably, the maximum Na capacity in CP3 monolayer can reach up to 2298.9 mA h g−1, which breaks the value recorded using borophene (1984 mA h g−1). Our work highly promises that the 2-D CP3 material could serve as an outstanding electrode material for Na-ion batteries with an extremely high storage capacity.
中文翻译：
预测二维 CP3 作为具有创纪录高容量钠离子的电极材料
最大 Li/Na 容量为 1984 mA hg -1（纳米级 2016, 8, 15 340–15 347）的硼烯在迄今为止确定的二维（2-D）负极材料中显示出最高容量。在此，我们报告了使用新提出的二维材料（即 CP 3 ）打破钠离子的记录。我们全面研究了锂离子和钠离子在 CP 3单层上的吸附和扩散过程。我们发现考虑到 CP 3上的电荷积累，该材料可以实现稳定的 Li/Na 吸附表面。Li 和 Na 的离子扩散势垒分别为 98 meV 和 356 meV。这些值与典型的高容量电极材料（如硼烯）相当或小于这些值。最引人注目的是，CP 3单层中的最大钠容量可以达到 2298.9 mA hg -1，这打破了使用硼烯记录的值（1984 mA hg -1）。我们的工作高度承诺，二维 CP 3材料可以作为具有极高存储容量的钠离子电池的出色电极材料。
更新日期：2020-11-03
中文翻译：
预测二维 CP3 作为具有创纪录高容量钠离子的电极材料
最大 Li/Na 容量为 1984 mA hg -1（纳米级 2016, 8, 15 340–15 347）的硼烯在迄今为止确定的二维（2-D）负极材料中显示出最高容量。在此，我们报告了使用新提出的二维材料（即 CP 3 ）打破钠离子的记录。我们全面研究了锂离子和钠离子在 CP 3单层上的吸附和扩散过程。我们发现考虑到 CP 3上的电荷积累，该材料可以实现稳定的 Li/Na 吸附表面。Li 和 Na 的离子扩散势垒分别为 98 meV 和 356 meV。这些值与典型的高容量电极材料（如硼烯）相当或小于这些值。最引人注目的是，CP 3单层中的最大钠容量可以达到 2298.9 mA hg -1，这打破了使用硼烯记录的值（1984 mA hg -1）。我们的工作高度承诺，二维 CP 3材料可以作为具有极高存储容量的钠离子电池的出色电极材料。
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