二维石墨氮化碳材料中锂和钠存储的第一性原理研究（英文）

来源期刊：新型炭材料2018年第6期

论文作者：王梦尧 李佳

文章页码：510 - 515

关键词：第一性原理计算;石墨碳氮化物;锂和钠的储存;

摘    要：由于氮原子和均匀孔隙的存在,二维石墨氮化碳被认为可用于电池电极材料。作为一种新型的多孔结构,g-C₂N材料在电池电极材料方面应用的研究甚少。本文通过第一性原理计算研究了单层g-C₂N上锂和钠的吸附和存储情况。基于单层g-C₂N的锂离子电池的容量可以达到596 mAh/g（LiC₂N）,而相应的钠离子容量只能达到276 mAh/g （NaC₄N₂）。平均锂结合能相对于孤立的锂原子高达2. 39 e V,这表明g-C₂N上获得的锂电池容量在循环过程中可能不会持续。通过改变C和N原子之间的比例,在C∶N为5∶1的情况下,平均锂结合能可以降低到1. 69 e V,这说明在保持可逆电池容量的同时,循环性能显著改善。所有这些理论计算表明,具有均匀孔隙的石墨碳氮化物可能是一种具有高容量和锂迁移率的电极材料。