Metallic borophene polytypes as lightweight anode materials for non-lithium-ion batteries

文献情報

出版日 2017-08-22
DOI 10.1039/C7CP04989G
インパクトファクター 3.676
著者

Pan Xiang, Wentao Zhang, Junfeng Li, Beibei Xiao, Longshan Li, Kuisen Deng


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要旨

Applications of rechargeable non-lithium-ion batteries (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, and Al3+ NLIBs) are significantly hampered by the deficiency of suitable electrode materials. Searching for anode materials with desirable electrochemical performance is urgent for the large-scale energy storage demands of next generation renewable energy technologies. In this study, three types of recently synthesized borophenes are predicted to serve as high-performing anodes for NLIBs based on density functional theory. All the borophenes considered here are metallic with favorable in-plane stiffness. Dirac fermions were identified in two types of borophenes, guaranteeing their high electron mobility. Moreover, borophene configuration-dependent metal-ion migration, theoretical capacities, and open-circuit voltages were demonstrated with respect to the different adsorption behaviors and atom mass densities of anode materials. Our results provide insights into the configuration-dependent electrode performance of borophene and the corresponding metal-ion storage mechanism.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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