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石墨烯层间距调控抑制锂枝晶生长的第一性原理研究

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抑制锂枝晶生长是锂金属电池中亟需解决的关键问题之一.电极表面涂覆石墨烯可以有效抑制锂枝晶生长.然而,目前对石墨烯层间距影响锂枝晶生长的机制尚不明晰.采用第一性原理计算方法从吸附和扩散两个角度考察了石墨烯层间距对锂枝晶生长的影响.结果表明,石墨烯的层间距为0.45～0.55 nm时,电极表面对锂原子的吸附较弱,锂原子扩散性能最好,有利于抑制锂枝晶的生长.若小于该层间距,锂原子在层间的扩散较难.反之,锂原子则会在石墨烯层上吸附聚集,导致锂枝晶的快速生长.此外,在最佳层间距下,B掺杂和N掺杂改性的石墨烯,能促进锂原子在石墨烯层间的扩散,避免锂的不均匀沉积,从而抑制锂枝晶的形成.
First principle study on inhibition of lithium dendrites growth by regulating graphene layer spacings

黄凯、王思洁、苏海萍、练成、刘洪来

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华东理工大学化学与分子工程学院,上海200237

石墨烯 层间距 锂枝晶 吸附 第一性原理

220780882190805319YF1411700

2022

10.11949/0438-1157.20220477

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2022.73(8)
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