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TiC3作为锂离子电池负极材料的DFT研究
Applied Surface Science ( IF 6.7 ) Pub Date : 2023-07-13 , DOI: 10.1016/j.apsusc.2023.158024


采用第一性原理计算,研究了二维单层碳化钛(TiC 3 )作为锂离子电池电极材料的适用性。单层TiC 3显示出优异的结构稳定性、高机械刚度和良好的电子电导行为。预计锂在碳化钛单层的富碳成分上的吸附是有利的。TiC 3结构保持不变,在Li吸附后保留其金属性,并在锂化/脱锂过程中获得高电导率。特别是TiC 3的理论比容量单层厚度高,高达1916mAh/g,是实用石墨的五倍。低开路电压(0.26 V)和扩散能垒(0.25 eV)也有利于锂离子电池的整体性能。重要的是,在锂化过程中,面积变化非常小,完全锂化时面积变化仅为8.1%,这表明它可以避免充电/放电循环期间的大体积膨胀。其优异的性能,包括高熔化温度、动态和机械稳定性,可归功于TiC 3的刚性。鉴于这些优点,即高比容量、低Li扩散能垒、低开路电压和高面内刚度,TiC 3单层可以成为一种有前途的锂离子电池负极材料。





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更新日期:2023-07-14
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