尋找具有高容量的電極材料是開發鋰離子電池（LIB）的關鍵挑戰。石墨烯曾被認為是一個很有前景的候選者，但不幸的是它不能用作鋰離子電池（LIB）的電極材料，因為它與Li的相互作用太弱。針對此問題，我們發現石墨烯經鍺原位摻雜后可以得到超高的儲鋰容量。
在這項工作中，我們發現在最近的實驗[ACS Nano，2018,12,4641]中通過低能離子注入技術實現了將Ge注入石墨烯中，可以制造出幾乎理想的LIB電極材料。得到的材料稱為Germagraphene，可達到極高的容量（~1734 mAh/g），比目前研究的大多數2D材料都大。在插層過程中，它還具有低擴散勢壘（~0.151 eV），極低插層電位（~0.03 V）和非常小的晶格變化（~0.48％）的優點。我們的工作不僅揭示了一種用于提高LIB性能的有前景的新材料，而且還提供了一種更加深入的見解，即相同組替代摻雜（可通過低能離子注入技術實現）可用于設計2D材料，使之更有利于能量存儲。
該工作的第一作者為物理教研室胡軍平博士，發表于SCI一區雜志, 2019, 4, 457-463(IF: 9.391)。文章鏈接：https://doi.org/10.1039/C8NH00333E
