近日，我院楊宗獻(xiàn),、路戰(zhàn)勝團(tuán)隊(duì)和加州大學(xué)-Irvine武汝前教授合作在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域Top期刊Applied Physics Letters發(fā)表了題為《Research on the mechanism of interactions between Li/Na/K atoms and electrode materials》的研究論文,，第一作者為博士生龐玉東。

隨著對(duì)高容量電池材料的需求不斷增長(zhǎng),，探索鋰/鈉/鉀原子與電極材料之間的相互作用機(jī)制備受關(guān)注,。我們的近期研究基于能帶模型中能夠容納一個(gè)電荷的最低空軌道的中心（?ɑ）所處的能級(jí)位置作為描述符（圖1），旨在高效識(shí)別高性能電極材料,，特別是來自二維過渡金屬硫族化合物和C,、N化合物（MXene）的材料。

圖1. 基底材料獲得電子的理論狀態(tài)密度 (DOS) 模型

我們基于高通量的密度泛函理論計(jì)算了Li/Na/K原子在122個(gè)TMDC和MXene材料表面的吸附,，揭示了這個(gè)描述符與吸附能（Ead）之間的強(qiáng)線性關(guān)系(圖2),，表示為 Ead = ?ɑ + b。而擬合參數(shù)?ɑ和b分別與基底和吸附物的固有性質(zhì)相關(guān),。具體來說,，描述符?ɑ代表了電極材料容納額外電子的能力，而截距b則由堿金屬原子的電離能（EIP）和陽離子與帶負(fù)電底物之間的耦合能（Ecp）決定,。

圖 2. Li（a）,、Na（b）和 K（c）原子在基底（包括總共 122 個(gè) TMDC 和 MXenes）上的吸附能與描述符 ea 之間的線性擬合

這一發(fā)現(xiàn)為設(shè)計(jì)高容量電池材料提供了實(shí)用指南，并為未來在該領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展提供了可能的指導(dǎo),。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1063/5.0170674

（物理學(xué)院 路戰(zhàn)勝）