碳化硅作为钠离子电池阳极材料的密度泛函研究

可充钠离子电池（NIB）在功能上与广泛使用的锂离子电池（LIB）相似，但NIB相对便宜、安全，且使用更丰富的Na+作为充电载体。电池的性能在很大程度上取决于阳极，但钠不能嵌入LIBs中常用的标准石墨材料中作为电极。最近的一项研究探讨了碳化硅（SiC）作为NIBs阳极的可能性。

碳化硅是一种用途广泛的高强度材料。由于碳化硅易于以多种多样的形式生产，因此它可能是一种很有吸引力的NIBs阳极材料。作者研究了钠在三种不同类型（2H-SiC、4H-SiC和3C-SiC）中的插层行为。使用AMS软件中BAND模块进行密度泛函理论计算表明，钠能在具有空位缺陷的SiC中插入，但纯SiC中则不行。下面描述了钠在二空位2H-SiC中的插层。

2H多晶型的正六边形含量最高，Na+扩散势垒最低，z向扩散最理想。2H-SiC还具有合理的阳极电化学性能，计算工作电压为0.72v，容量为85mAh/ g。

参考文献：

• Majid, A.; Hussain, K.; Khan, S. U.; Khan, S. U., First principles study of SiC as the anode in sodium ion batteries, New J. Chem. 44, 8910–8921 (2020).