缺陷石墨烯是一种很有前途的钠离子和钙离子电池负极材料

缺陷石墨烯是一种很有前途的钠离子和钙离子电池负极材料

ACS应用材料与界面［PDF］

由于钠和钙的含量丰富，它们在大规模电网存储的离子电池中很有吸引力。然而，许多正被追求的负极材料有局限性，包括体积膨胀，缺乏钝化膜，和缓慢的动力学。在这里，我们研究了Na和Ca在石墨烯上的吸附，石墨烯中有空位和Stone-Wales缺陷。我们的结果表明，虽然在原始石墨烯上不可能吸附Na和Ca，但在缺陷石墨烯上观察到吸附增强，因为吸附原子和缺陷之间的电荷转移增加了。我们发现石墨烯的容量随着缺陷密度的增加而增加。对于最大可能的离空缺陷密度，Na-和Ca-离子电池的容量分别为1450和2900 mAh/g。对于Stone-Wales缺陷，我们发现Na和Ca的最大容量分别为1071 mAh/g和2142 mAh/g。我们的研究结果为制造更好的钠离子和钙离子电池的高容量负极材料提供了指导。