对二维GrapheneVS2BN范德华多层异质结构作为LIBs的阳极材料的相关研究

文档摘要：通过范德华尔斯作用将单层石墨烯(Graphene)、单层二硫化钒(VS2)和单层氮化硼(BN)构建成Gra-phene/VS2/BN范德华三层异质结构,并将其与不同数量的锂结合,研究了其作为锂离子电池(Li-IonBatterys,LIBs)中阳极电极材料的可行性.Graphene/VS2/BN范德华三层异质结构具有-0.33eV/?2的形成能,具有较强的稳定性,理论上可实现合成.同时,计算了Graphene/VS2/BN范德华异质结构的平面内刚度,得出的杨氏模量(Y)为886.88N/m,高于单层VS2的Y(82.5N/m),具有较好的力学性能.Graphene/VS2/BN范德华三层异质结构表面和界面上吸附Li的吸附能(-5～-2eV)远大于相应单层的吸附能,表明其对Li具有较好的吸附性能.Li在Graphene/VS2/BN范德华三层异质结构的不同表面和界面处迁移时的扩散势垒非常小(0.3～0.6eV),对电池速率性能极为有利.Graphene/VS2/BN范德华三层异质结构在LIBs的阳极电极材料方面的应用具有广泛的前景.

Abstract：Inthispaper,single-layerGraphene,single-layerVS2andsingle-layerBNweresynthesizedintoGraphene/VS2/BNvanderWaalsheterostructurebyvanderWaalsinteraction,andthefeasibilityofusingitasanodeelectrodemateri-alinli-ionbatterys(LIBs)wasstudiedbycombiningitwithdifferentamountsoflithium.Graphene/VS2/BNvanderWaalsthree-layerheterostructurehasaformationenergyof-0.33eV/?2,whichhasstrongstabilityandcanbesynthesizedtheoret-ically.Atthesametime,thein-planestiffnessofGraphene/VS2/BNvanderwaalsheterostructureisalsocalculated,andtheYoung'smodulus(Y)is886.88N/m,whichishigherthanthatofsingle-layerVS2(82.5N/m),andithasgoodmechanicalproperties.Theadsorptionenergy(-5～-2eV)ofLiadsorbedonthesurfaceandinterfaceofGraphene/VS2/BNvanderWaalsthree-layerheterostructureismuchlargerthanthatofthecorrespondingmonolayer,whichindicatesthatithasgoodadsorptionperformanceforLi.WhenLimigratesatdifferentsurfacesandinterfacesofGraphene/VS2/BNvanderWaalsthree-layerheterostructure,thediffusionbarrierisverysmall(0.3～0.6eV),whichisextremelybeneficialtothebatteryrateperformance.OurresearchshowsthattheGraphene/VS2/BNvanderWaalsthree-layerheterostructurehasabroadprospectinanodeelectrodematerialsofLIBs.

作者：伍虎  唐贵平  肖事成  范志强Author：WUHu  TANGGui-ping  XIAOShi-cheng  FANZhi-qiang
作者单位：长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410014
刊名：电子学报 ISTICEIPKU
Journal：ActaElectronicaSinica
年，卷(期)：2024, 52(5)
分类号：TN403
关键词：石墨烯  异质结  吸附能  开路电压  能带  锂离子电池  
Keywords：graphene  heterojunction  adsorptionenergy  opencircuitvoltage  energyband  li-ionbattery  
机标分类号：TN304.055TM221TM911.4
在线出版日期：2024年7月22日
基金项目：对二维Graphene/VS2/BN范德华多层异质结构作为LIBs的阳极材料的相关研究[
期刊论文]  电子学报--2024, 52(5)伍虎  唐贵平  肖事成  范志强通过范德华尔斯作用将单层石墨烯(Graphene)、单层二硫化钒(VS2)和单层氮化硼(BN)构建成Gra-phene/VS2/BN范德华三层异质结构,并将其与不同数量的锂结合,研究了其作为锂离子电池(Li-IonBatterys,LIBs)中阳极电极材料的可...参考文献和引证文献
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关键词：石墨烯,异质结,吸附能,开路电压,能带,锂离子电池,

2024-10-3 23:51 上传 对二维GrapheneVS2BN范德华多层异质结构作为LIBs的阳极材料的相关研究.pdf

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