本發(fā)明屬于但不限于電化學(xué)儲能，尤其涉及一種bng/mop2ge2o2異質(zhì)結(jié)構(gòu)鈉離子電池負(fù)極材料及其性能預(yù)測方法。

背景技術(shù)：

1、隨著環(huán)境污染和能源危機(jī)問題的日益凸顯，推動并發(fā)展能源轉(zhuǎn)型和大規(guī)模儲能技術(shù)也迫在眉睫。電化學(xué)儲能技術(shù)以其性能調(diào)控靈活、環(huán)境限制小和響應(yīng)速度快等優(yōu)勢成為目前最具前景的清潔能源之一。自鋰離子電池被推出以來，其由于工作電位高、長循環(huán)壽命和高能量密度等優(yōu)勢，使鋰離子電池逐步在便捷式電子設(shè)備、電動汽車以及大規(guī)模儲能電網(wǎng)商業(yè)應(yīng)用市場中占據(jù)主導(dǎo)地位。然而，鋰資源的稀缺和分布不均不僅導(dǎo)致鋰離子電池價格的不斷攀升，而且鋰離子電池的能量密度也逐漸不能滿足各領(lǐng)域日益增長的需求。因此，探索可替代鋰離子電池的其它新型電池，對未來電化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。在眾多的堿金屬離子電池體系中，鈉離子電池與鋰離子電池具有相似的電化學(xué)性質(zhì)，以及鈉元素在地殼中的高豐富度、成本相對低廉，因此鈉離子電池是最有希望替代鋰離子電池作為儲能技術(shù)的候選者。然而，與鋰離子相比，鈉較大的原子質(zhì)量和離子半徑導(dǎo)致鈉離子電池能量密度低和電極材料的結(jié)構(gòu)坍塌。此外，由于較大的離子半徑使遷移過程中的擴(kuò)散動力學(xué)受到限制。

2、負(fù)極材料是堿金屬離子電池的重要組成結(jié)構(gòu)，其直接決定著電池的理論容量、循環(huán)壽命和倍率性能，主要可歸納為插層型、轉(zhuǎn)化型和合金化型。首先，插層型負(fù)極材料由于高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、循環(huán)穩(wěn)定性、低成本和相對較高安全性，在鈉離子電池中展示出巨大的潛力。作為一種典型的插層型負(fù)極材料，已成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化鋰離子電池的石墨負(fù)極材料仍是鈉離子電池負(fù)極材料的首選。事實(shí)上，將石墨作為鈉離子電池負(fù)極時，鈉插層石墨的化合物更不穩(wěn)定，且僅能提供極低的可逆理論容量(～35mah/g)，使其并不適用于做鈉離子電池負(fù)極材料。相較石墨而言，軟碳作為負(fù)極材料的電化學(xué)性能有所提升但可逆比容量和倍率性能仍十分有限。隨著鈉離子電池的發(fā)展，硬碳由于其層狀結(jié)構(gòu)、無序的交聯(lián)孔結(jié)構(gòu)和內(nèi)部缺陷可為鈉離子存儲提供豐富的活性中心，而成為具有前景的負(fù)極材料。然而，硬碳作為負(fù)極時，有限的比容量、低的導(dǎo)電性和緩慢的擴(kuò)散動力學(xué)嚴(yán)重影響電極的能量、功率密度及倍率性能。盡管這些插層型電極材料能夠表現(xiàn)出長循環(huán)穩(wěn)定性，但嵌入堿金屬離子的數(shù)量有限，因此可提供的比容量很低。轉(zhuǎn)化型負(fù)極材料憑借其豐富的資源儲量、獨(dú)特的二維層狀結(jié)構(gòu)、較高的理論比容量及較大的層間距離而在鈉離子電池領(lǐng)域受到大量關(guān)注，常見的轉(zhuǎn)化類負(fù)極材料為過渡金屬氧化物、硫化物、硒化物、磷化物和氮化物。此外，該負(fù)極材料是通過與鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)或轉(zhuǎn)化反應(yīng)來存儲鈉，轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中由于涉及多電子反應(yīng)，提供相對較高的理論容量。但該類材料作為電極時在循環(huán)過程中產(chǎn)生較大的內(nèi)部應(yīng)力、初始庫倫效率普遍較低、且具有較差的電子導(dǎo)電性，通常表現(xiàn)出較差的倍率性能和循環(huán)性能。合金型負(fù)極材料包括iv族和v族元素，由于在合金化/去合金化過程中發(fā)生多個電子的參與，從而表現(xiàn)出出色的鈉存儲能力、較低的工作電位和較高的電子導(dǎo)電性等優(yōu)勢也被認(rèn)為是具有潛力的鈉離子電池負(fù)極材料之一。然而，相比其它負(fù)極材料而言，合金型負(fù)極在鈉離子電池中的應(yīng)用并不廣泛，主要是由于在鈉化反應(yīng)中產(chǎn)生巨大的體積膨脹，導(dǎo)致電極材料的迅速斷裂及從集流體表面剝離而失活，從而降低循環(huán)性能和容量衰減。同時，巨大的體積變化使合金納米材料自團(tuán)聚，導(dǎo)致活性組分失活和容量衰退。此外，該單一負(fù)極材料的生產(chǎn)成本較高，進(jìn)一步阻礙了合金基鈉存儲負(fù)極材料的廣泛應(yīng)用問題。

3、然而，鈉離子電池從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H的商業(yè)應(yīng)用目前仍需要克服循環(huán)穩(wěn)定性差和能量密度相對較低的問題。因此，亟需開發(fā)和設(shè)計一種伴隨結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、高容量、高倍率和長壽命的新型電極材料以進(jìn)一步推動鈉離子電池商業(yè)化進(jìn)程的實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種bng/mop2ge2o2異質(zhì)結(jié)構(gòu)鈉離子電池負(fù)極材料及其性能預(yù)測方法，采用密度泛函理論框架下第一性原理的castep模塊建模和性質(zhì)計算，預(yù)測bng、mop2ge2o2單層及其異質(zhì)結(jié)構(gòu)的幾何結(jié)構(gòu)、吸附能、電子性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì)的變化。

2、本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種bng/mop2ge2o2異質(zhì)結(jié)構(gòu)鈉離子電池負(fù)極材料的制備方法包括：

3、步驟一，采用material?studio(ms)導(dǎo)入的體相石墨烯建立本征石墨烯(g)單層結(jié)構(gòu)模型，b、n原子分別取代不同六元環(huán)中c原子位摻雜(構(gòu)型ⅱ)，構(gòu)建b、n共摻雜石墨烯(bng)結(jié)構(gòu)模型；

4、步驟二，基于ms軟件導(dǎo)入的mos2相結(jié)構(gòu)通過切面獲得相應(yīng)的mos2單層結(jié)構(gòu)，利用原子嬗變策略建立mop2ge2o2單層模型；原子嬗變策略是一種通過替換或重構(gòu)材料中原子的類型和排列方式，來設(shè)計和構(gòu)建新型材料結(jié)構(gòu)的方法。這一策略的核心思想是基于已有材料的原子結(jié)構(gòu)，通過系統(tǒng)地改變特定原子或原子簇，以達(dá)到預(yù)期的物理或化學(xué)性質(zhì)。

5、步驟三，利用build?layer功能實(shí)現(xiàn)bng和mop2ge2o2的堆垛，構(gòu)建bng/mop2ge2o2異質(zhì)結(jié)構(gòu)模型。

6、進(jìn)一步，所述步驟二中首先用p原子替換單層兩側(cè)的s原子，得到mop2單層；在此結(jié)構(gòu)兩側(cè)分別添加si-n層構(gòu)建n-si-p-mo-p-n-si七個原子層的單層mop2si2n2模型；再通過ge原子和o原子分別替換上述結(jié)構(gòu)中的si原子和n原子，構(gòu)建mop2ge2o2單層模型。

7、進(jìn)一步，步驟三中采用4×4超胞石墨烯單層和超胞mop2ge2o2單層構(gòu)建異質(zhì)結(jié)構(gòu)模型。

8、本發(fā)明的另一目的在于提供一種bng/mop2ge2o2異質(zhì)結(jié)構(gòu)鈉離子電池負(fù)極材料的性能預(yù)測方法，包括以下步驟：

9、步驟一，對單層及異質(zhì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行完全弛豫，獲得相應(yīng)的穩(wěn)定構(gòu)型及特征參數(shù)；

10、步驟二，建立單個鈉原子在單層及異質(zhì)結(jié)構(gòu)不同位點(diǎn)上的吸附模型；

11、步驟三，對步驟二得到的吸附體系進(jìn)行完全弛豫，獲得相應(yīng)穩(wěn)定構(gòu)型的吸附能及特征參數(shù)；

12、步驟四，對步驟一和步驟三優(yōu)化后的單層及異質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行能量計算，得到鈉吸附前后體系的電子性質(zhì)；

13、步驟五，基于步驟三吸附能的結(jié)果，在單層及異質(zhì)結(jié)構(gòu)表面設(shè)置得擴(kuò)散路徑，并獲得鈉原子最優(yōu)的擴(kuò)散路徑和遷移勢壘；

14、步驟六，基于步驟三獲得的吸附能，得到單層及異質(zhì)結(jié)體系的開路電壓和理論容量；

15、步驟七，對不同鈉原子濃度負(fù)載的單層和異質(zhì)結(jié)構(gòu)型進(jìn)行結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性模擬。

16、進(jìn)一步，所述步驟一中本征及缺陷石墨烯單層結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建，具體步驟為：

17、步驟1，采用material?studio(ms)導(dǎo)入的體相石墨烯建立本征石墨烯(g)單層結(jié)構(gòu)模型。然后，b、n同時取代石墨烯c原子位摻雜，構(gòu)建b、n共摻雜石墨烯(bng)結(jié)構(gòu)模型；

18、步驟2，對上述g和bng單層進(jìn)行完全結(jié)構(gòu)弛豫，獲得優(yōu)化后的穩(wěn)定構(gòu)型，考察缺陷前后石墨烯結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的變化；

19、步驟3，對優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行形成能計算，得到穩(wěn)定的缺陷態(tài)石墨烯結(jié)構(gòu)。

20、步驟4，對優(yōu)化后結(jié)構(gòu)通過聲子譜、彈性常數(shù)、楊氏模量及aimd模擬、證實(shí)步驟一所述體系的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

21、進(jìn)一步，所述步驟一中mop2ge2o2單層結(jié)構(gòu)的模型構(gòu)建，具體步驟為：

22、步驟1，基于ms軟件導(dǎo)入的mos2相結(jié)構(gòu)通過切面獲得相應(yīng)的mos2單層結(jié)構(gòu)。隨后，利用原子嬗變策略實(shí)現(xiàn)mop2ge2o2單層模型的建立；

23、步驟2，對上述結(jié)構(gòu)完全弛豫，獲得穩(wěn)定的幾何結(jié)構(gòu)，并計算形成能；

24、步驟3，針對優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步證實(shí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，包括聲子譜、彈性常數(shù)、楊氏模量和aimd模擬。

25、進(jìn)一步，所述步驟一中異質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建，具體步驟為：

26、步驟1，采用build?layer功能實(shí)現(xiàn)g/mop2ge2o2和bng/mop2ge2o2異質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建；

27、步驟2，針對上述異質(zhì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)弛豫，獲得穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的特征參數(shù)(晶格參數(shù)和層間距離)，并計算結(jié)合能；

28、步驟3，在優(yōu)化結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，重復(fù)所述mop2ge2o2單層模型構(gòu)建中步驟三的操作，獲得異質(zhì)結(jié)構(gòu)的聲子譜、彈性常數(shù)、楊氏模量和aimd模擬。

29、進(jìn)一步，步驟一和步驟三中進(jìn)行完全弛豫的幾何優(yōu)化算法采用bfgs，收斂參數(shù)設(shè)置為：平面波截斷能采用400ev，布里淵區(qū)k點(diǎn)采樣為4×4×1，能量閾值為1×10-5ev/atom，原子間最大最大力和最大位移分為和

30、進(jìn)一步，步驟二中單層石墨烯吸附位點(diǎn)包括tc、bc-c和hc；bng單層不同吸附位點(diǎn)包括tb、tn、tc、hc、bb-c、bn-c和bc-c；mop2ge2o2單層不同吸附位點(diǎn)包括tmo、tge和to；異質(zhì)結(jié)構(gòu)吸附位點(diǎn)包括tb、tn、tc、bn-c、bc-c、hbc、hnc、tmo、tge和to。

31、進(jìn)一步，步驟四中基于castep模塊進(jìn)行能量計算，電子性質(zhì)包括電子能帶、態(tài)密度、elf、差分電荷密度、功函數(shù)、mulliken原子布居。

32、進(jìn)一步，步驟五中遷移勢壘的計算包括以下步驟：

33、(1)基于步驟三所述的穩(wěn)定吸附體系，設(shè)置的遷移路徑；

34、(2)采用reaction?preview功能從步驟三所述的穩(wěn)定吸附模型中選擇遷移的起點(diǎn)狀態(tài)和最終狀態(tài)分別作為反應(yīng)物和產(chǎn)物；

35、(3)采用castep對起始狀態(tài)和最終狀態(tài)的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行能量最小化，搜索使體系能量最低的結(jié)構(gòu)；

36、(4)基于起始狀態(tài)和最終狀態(tài)的能量最低結(jié)構(gòu)，采用ci-neb方法計算過渡態(tài)；

37、(5)完成過渡態(tài)計算并分析過渡態(tài)的反應(yīng)路徑、遷移勢壘性質(zhì)。

38、進(jìn)一步，所述單層及異質(zhì)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散動力學(xué)，具體如下：

39、(1)計算單個鈉原子在g單層上的擴(kuò)散動力學(xué)；

40、步驟1，計算并比較單個鈉原子在g單層上的吸附能，確定其在單層表面上的最穩(wěn)態(tài)；不同吸附位點(diǎn)包括：c原子頂部(tc)、c原子橋位(bc-c)和c六元環(huán)頂部(hc)；

41、步驟2，采用ci-neb方法搜索過渡態(tài)，尋找鈉原子遷移的最佳反應(yīng)路徑，分析能量勢壘并確立反應(yīng)機(jī)制；

42、(2)計算單個鈉原子在bng單層上的擴(kuò)散動力學(xué)，在最穩(wěn)定吸附態(tài)基礎(chǔ)上重復(fù)步驟二所述的操作；不同吸附位點(diǎn)包括：b原子頂部(tb)、n原子頂部(tn)、c原子頂部(tc)、b-c橋位(bb-c)、n-c橋位(bn-c)、c原子橋位(bc-c)；

43、(3)計算單個鈉原子在mop2ge2o2單層上的擴(kuò)散動力學(xué)，基于最穩(wěn)定吸附態(tài)，重復(fù)上述ci-neb方法尋找鈉原子遷移的最佳反應(yīng)路徑，獲得能量勢壘并確定反應(yīng)機(jī)制；不同吸附位點(diǎn)包括：mo原子頂部(tmo)、ge原子頂部(tge)和o原子頂部(to)；

44、(4)對單個鈉原子在異質(zhì)結(jié)構(gòu)上的擴(kuò)散動力學(xué)進(jìn)行計算，重復(fù)上述單層結(jié)構(gòu)獲得能量勢壘的操作步驟，尋找鈉原子遷移的最佳反應(yīng)路徑，計算能量勢壘并確立反應(yīng)機(jī)制；不同吸附位點(diǎn)包括：本征及缺陷石墨烯頂部、層間及mop2ge2o2的底部。

45、進(jìn)一步，步驟六中得到開路電壓和理論容量具體包括以下步驟：

46、(1)在最穩(wěn)定位點(diǎn)添加鈉原子層，計算相應(yīng)的層次序吸附能；然后在次穩(wěn)定位點(diǎn)添加第二鈉原子層，獲得相應(yīng)的層次序吸附能，直到層次序吸附能為正值；

47、(2)準(zhǔn)確確定鈉原子最大吸附濃度，一個一個添加鈉原子，同時計算相應(yīng)的次序吸附能，直到次序吸附能為正值，進(jìn)一步準(zhǔn)確確定鈉原子的最大存儲容量；

48、(3)計算具有相同濃度鈉原子嵌入負(fù)極材料不同構(gòu)型相應(yīng)的形成能，并繪制出凸包圖，進(jìn)一步獲得鈉吸附過程中能量穩(wěn)定的中間相；

49、(4)基于凸包圖獲得的穩(wěn)定中間相計算相應(yīng)的開路電壓，計算最大鈉原子負(fù)載濃度下相應(yīng)的理論容量；將其作為隨鈉原子濃度變化的函數(shù)，繪制容量曲線和電壓平臺。

50、進(jìn)一步，步驟七中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性模擬采用castep模塊計算聲子譜，具體參數(shù)為：截斷能選擇500ev，布里淵區(qū)k點(diǎn)網(wǎng)格采用6×6×1，方法選擇有限位移法；熱穩(wěn)定性模擬采用dmol3模塊中的分子動力學(xué)，選擇nvt系綜，溫度分別設(shè)置300k和500k，時間步長為1fs和總時長為6ps。

51、結(jié)合上述的技術(shù)方案和解決的技術(shù)問題，本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)方案所具備的優(yōu)點(diǎn)及積極效果為：

52、第一、本發(fā)明所述的一種bng/mop2ge2o2異質(zhì)結(jié)構(gòu)作為鈉離子電池負(fù)極材料，其優(yōu)點(diǎn)為：b、n共摻雜誘導(dǎo)石墨烯允許有效的鈉吸附能力；通過bng和mop2ge2o2之間界面的協(xié)同效應(yīng)也顯著增強(qiáng)了異質(zhì)結(jié)構(gòu)與鈉原子之間的結(jié)合強(qiáng)度；由bng和mop2ge2o2組成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有金屬性質(zhì)，提高了電極材料的電子和離子導(dǎo)電性，因此可以克服兩者半導(dǎo)體的性質(zhì)；鈉化的bng/mop2ge2o2仍保持金屬性質(zhì)，表現(xiàn)出增強(qiáng)的電子導(dǎo)電性；bng和mop2ge2o2單層界面在促進(jìn)電荷轉(zhuǎn)移和離子擴(kuò)散方面有著至關(guān)重要的作用，同時有助于增強(qiáng)界面的穩(wěn)定性；異質(zhì)結(jié)構(gòu)良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性可以有效的避免電極材料的粉化和坍塌。表明該異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以作為具有前景的鈉離子電池負(fù)極材料，解決當(dāng)前二維材料用鈉離子電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、高容量、高倍率和循環(huán)壽命的問題。

53、第二，把技術(shù)方案看做一個整體或者從產(chǎn)品的角度，本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)方案具備的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)，具體描述如下：

54、二維材料由于其較大的比表面積、豐富的電子特性和縮短的擴(kuò)散距離在電化學(xué)領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用潛力。然而，其在能量密度和長循環(huán)穩(wěn)定性方面仍不能滿足鈉離子電池的需求。異質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建是提高材料性能的有效方法，因此本發(fā)明設(shè)計一種bng/mop2ge2o2異質(zhì)結(jié)構(gòu)鈉離子電池負(fù)極材料，預(yù)測表現(xiàn)出良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、電子導(dǎo)電性、更高的吸附能力、擴(kuò)散速率和存儲容量。同時，解決了mop2ge2o2單層體積膨脹和兩單層擴(kuò)散動力不足的問題。本發(fā)明為高性能sibs負(fù)極材料的開發(fā)提供了一種新的設(shè)計思路，將對mop2ge2o2材料在sibs中的應(yīng)用具有理論指導(dǎo)意義。

55、第三，本發(fā)明的技術(shù)方案解決了人們一直渴望解決、但始終未能獲得成功的技術(shù)難題：

56、鈉離子電池往往面臨容量的衰減，嚴(yán)重限制了電池的壽命和循環(huán)穩(wěn)定性。本發(fā)明提供一種通過b、n共摻雜石墨烯單層和mop2ge2o2形成bng/mop2ge2o2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化了電極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電化學(xué)性能，有效緩解了電極在鈉化過程中的容量衰減，改善循環(huán)壽命。鈉離子電池面臨著較低的能量密度和充放電速率，進(jìn)一步限制其在大規(guī)模能量存儲和高能量密度領(lǐng)域中的應(yīng)用。組分和結(jié)構(gòu)協(xié)同異質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化了電極材料的離子/電子導(dǎo)電率和反應(yīng)活性，顯著改善電池的能量密度和充放電效率。bng/mop2ge2o2異質(zhì)結(jié)構(gòu)組分豐富度較高，有望降低生產(chǎn)成本，提升材料的可持續(xù)性。

57、第四，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案旨在通過理論計算和模擬預(yù)測一種新型的bng/mop2ge2o2異質(zhì)結(jié)構(gòu)作為鈉離子電池負(fù)極材料的性能。通過詳細(xì)而系統(tǒng)的計算和設(shè)計過程，本發(fā)明不僅提供了一種創(chuàng)新的材料設(shè)計方案，還通過第一性原理計算驗(yàn)證了該方案的可行性和優(yōu)越性。

58、本發(fā)明的技術(shù)方案解決了以下技術(shù)問題，并取得了顯著的技術(shù)進(jìn)步：

59、1)材料設(shè)計與選擇：

60、通過計算不同構(gòu)型的形成能，選擇了最合適的b、n共摻雜石墨烯(bng)結(jié)構(gòu)。這種摻雜方式能夠有效地調(diào)節(jié)石墨烯的電子性質(zhì)，從而改善其與鈉離子的相互作用。

61、設(shè)計和構(gòu)建了一種新型的mop2ge2o2單層材料，并通過計算內(nèi)聚能等參數(shù)驗(yàn)證了其穩(wěn)定性。

62、2)異質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)建與優(yōu)化：

63、創(chuàng)新地將bng與mop2ge2o2單層結(jié)合，構(gòu)建了異質(zhì)結(jié)構(gòu)模型。這種異質(zhì)結(jié)構(gòu)帶來獨(dú)特的界面效應(yīng)和電子性質(zhì)，有利于提高電池性能。

64、通過幾何優(yōu)化，確定了異質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定構(gòu)型和層間距離，為后續(xù)的性能預(yù)測提供了可靠的模型基礎(chǔ)。

65、3)穩(wěn)定性驗(yàn)證：

66、通過聲子譜計算和aimd模擬，全面驗(yàn)證了單層及異質(zhì)結(jié)構(gòu)的動力學(xué)和熱穩(wěn)定性。這些穩(wěn)定性驗(yàn)證是材料應(yīng)用于實(shí)際電池系統(tǒng)的關(guān)鍵前提。

67、4)吸附性能分析：

68、構(gòu)建了單個鈉原子在單層及異質(zhì)結(jié)構(gòu)上的吸附模型，并通過計算吸附能等參數(shù)，分析了鈉原子在材料表面的最穩(wěn)定吸附位點(diǎn)。這對于理解鈉離子在負(fù)極材料中的嵌入和脫嵌過程至關(guān)重要。

69、綜上所述，本發(fā)明的技術(shù)方案通過理論計算和模擬，系統(tǒng)地設(shè)計和預(yù)測了一種新型bng/mop2ge2o2異質(zhì)結(jié)構(gòu)作為鈉離子電池負(fù)極材料的性能。這種異質(zhì)結(jié)構(gòu)不僅具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，還展現(xiàn)出良好的鈉離子吸附性能，有望為高性能鈉離子電池的開發(fā)提供新的思路和方法。