Suche nach Personen

plus im Publikationsserver
plus bei Google Scholar

Bibliografische Daten exportieren
 

Insights into stability, kinetic, and electrochemical performance of silicon-doped boron carbon nitride as a promising anode material for lithium-ion battery : First-principles calculations

DOI zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00008873
URN zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: urn:nbn:de:bvb:703-epub-8873-9

Titelangaben

Sampathkumar, Suresh ; Paranthaman, Selvarengan ; Kuo, Liang-Yin:
Insights into stability, kinetic, and electrochemical performance of silicon-doped boron carbon nitride as a promising anode material for lithium-ion battery : First-principles calculations.
In: Journal of Energy Storage. Bd. 139, Part A (2025) . - 118534.
ISSN 2352-1538
DOI der Verlagsversion: https://doi.org/10.1016/j.est.2025.118534

Volltext

[thumbnail of 1-s2.0-S2352152X25032475-main.pdf]
Format: PDF
Name: 1-s2.0-S2352152X25032475-main.pdf
Version: Veröffentlichte Version
Verfügbar mit der Lizenz Creative Commons BY 4.0: Namensnennung
Download (3MB)

Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
Open Access Publizieren
Ohne Angabe

Abstract

Two-dimensional boron carbon nitride (BCN) has gained increasing attention for use in lithium-ion batteries (LIBs) due to its unique electronic properties. In this study, the effects of silicon (Si)-doping on the structural, kinetic, and electrochemical properties of BCN are investigated by density functional theory calculations. Minor Si-doping in the BCN lattice (Si-BCN) is found to alter the pore radius, which enhances Li-ion adsorption and diffusion. The Li-ion adsorption energy (Ead) increases from −2.02 eV in pristine BCN to −2.75 eV in Si-BCN nanosheet, indicating stronger Li-ions interaction. This more negative Ead enhances the stability of Li storage sites, while the reduced diffusion barrier (0.13 eV) facilitates efficient Li-ion transport in Si-BCN. Moreover, Si-doping leads to a reduction in the band gap to 1.12 eV, transitioning the material from semi-metallic to metallic behavior and suggesting improved electronic conductivity. The theoretical capacities are 1456 mAh∙g−1 for pristine BCN and 1428 mAh∙g−1 for Si-BCN. Although the capacities are comparable, the increased electronic and ionic conductivities of Si-BCN allow for faster de−/lithiation and show the possibility for faster charging/discharging Li-ion cells.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Keywords: Carbon-based BCN anode materials; Si-doping; Density functional theory; Fast charging; Storage capacity
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 600 Technik
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Theoretische Physik VII - Computational Materials Design (BayBatt)
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayerisches Zentrum für Batterietechnik - BayBatt
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen
Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-8873-9
Eingestellt am: 10 Feb 2026 13:17
Letzte Änderung: 10 Feb 2026 13:17
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/8873

Downloads

Downloads pro Monat im letzten Jahr