Lattice constant-dependent anchoring effect of MXenes for lithium–sulfur (Li–S) batteries: a DFT study
Notice bibliographique
Résumé
The anchoring effect of the cathode plays a significant role in improving the performance of lithium-sulfur (Li-S) batteries. MXenes, a new class of two-dimensional materials, have been reported to be effective sulfur hosts for Li-S batteries. However, previous studies mainly focused on Ti-based MXenes, while other potential transition metal MXenes have not been systematically explored. In the present work, we thoroughly investigated the interactions between lithium polysulfides (LiPSs) and a Ti2CO2 substrate, as well as six other M3C2O2 (M = Cr, V, Ti, Nb, Hf and Zr) MXenes using density functional theory (DFT) calculations. It is found that all six M3C2O2 systems possess trapping ability towards soluble LiPSs, largely attributed to the strong Li-O interactions between the LiPSs and the surface of the M3C2O2. Among them, Cr3C2O2 exhibited the strongest anchoring effect with the largest Eb. More importantly, a monotonical relationship between the binding energies and the lattice constants of M3C2O2 was identified, which indicated that M3C2O2 MXenes with a smaller lattice constant tend to exhibit a stronger anchoring effect. Furthermore, all six M3C2O2 MXenes showed metallic properties during the whole process. Our results shed light on the future rational selection and design of MXenes acting as sulfur hosts in Li-S batteries and on the potential to improve host-guest interactions in other energy storage systems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».