10月21日消息,一篇10月20日提交至arXiv的材料学预印本(编号arXiv:2610.28152)通过第一性原理密度泛函理论计算,系统评估了钴掺杂Janus HfSSe单层作为锂离子和钠离子电池负极材料的潜力。研究由Md. Muktadir Hasan、Md. Mafizul Islam与Ahmed Zubair完成。

核心发现包括: pristine HfSSe单层被证明动力学稳定,并表现出0.85 eV的带隙;钴取代掺杂使费米能级向价带区域移动;首个锂或钠原子层的吸附即可诱导体系呈现金属性,从而改善电荷传输特性;钴掺杂进一步增强了锂、钠离体的吸附行为。

研究背景是市场对高容量、快充、长寿命充电电池的持续需求——二维材料因具有大的表面质量比和短的离子扩散路径,被视为下一代电极材料的重要候选池。Janus结构(两面硫/硒非对称)天然破除镜像对称,有望带来面内极化电场,理论上利于离子迁移。

需要说明的是,该工作为纯计算研究,尚无实验合成与电芯验证数据;但掺杂调控结合Janus二维材料的组合策略,为锂/钠离子电池负极的候选材料筛选提供了新的理论坐标,后续实验验证值得跟踪。 (来源:arXiv)