二维六方Mo_(2)B_(2)作为金属离子电池负极材料的第一性原理研究

可充电金属离子电池(RMBs)迫切需要开发新型高比容量的负极材料。采用第一性原理计算方法研究了六方h-Mo_(2)B_(2)MBene作为RMBs(Li、Na、Mg和K离子)负极材料的潜力。计算结果表明,h-Mo_(2)B_(2)MBene结构稳定且具有良好的导电性。作为RMBs负极材料组装成Li离子电池、Na离子电池、K离子电池和Mg离子电池时,其理论比容量分别为:753、314、125 mA·h·g^(–1)和1506 mA·h·g^(–1)。与传统石墨负极相比,h-Mo_(2)B_(2)在锂离子电池中具有更高的比容量,而Mg离子在h-Mo_(2)B_(2)上的超大理论容量得益于Mg离子可以携带更多的电荷。Li、Na、Mg和K离子在h-Mo_(2)B_(2)上具有较低的扩散势垒,分别为39、10、37 meV和7 meV。Li、Na、Mg和K离子在h-Mo_(2)B_(2)中的平均开路电压分别为:0.36、0.47、0.63 V和0.63 V。这些优异的性能表明,h-Mo_(2)B_(2)MBene可以作为锂离子、钠离子以及镁离子电池等领域中一种非常有前景的负极材料。