杨绍斌
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李思南
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唐树伟
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沈丁
,
毛永强
,
陈跃辉
人工晶体学报
采用基于密度泛函的色散修正方法研究了Li、Na、K、Rb吸附在单空位缺陷(SV)双层石墨烯(BLG)表面的体系,对吸附体系的晶体结构、吸附能、电荷转移、扩散行为和电子结构进行了计算和分析.结果表明,碱金属原子更容易吸附在缺陷区域空位上方;使BLG平均层间距减少了0.0100～0.0137 nm;吸附体系的Bader电荷、电荷密度差分和电子结构的计算结果表明,碱金属原子与BLG之间结合属于离子键.通过计算扩散能垒发现,脱离缺陷所需激活能比朝向缺陷扩散的能垒大0.300～0.640 eV,表明SV缺陷能够捕获Li、Na、K、Rb原子.
关键词:
双层石墨烯
,
缺陷
,
碱金属
,
第一性原理
,
表面吸附
沈丁
,
杨绍斌
,
李思南
,
孙闻
,
唐树伟
中国有色金属学报
采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,计算锂离子电池负极材料金属Sn在嵌Li过程中形成LixSn合金(0≤x≤4.4)的形成能、嵌Li电位、晶体结构、电子结构和弹性性质.结果表明:随着嵌Li量的增加,LixSn合金的平均嵌Li电位逐渐降低,体积膨胀率呈现线性增大,费米能态密度整体上呈现增大的趋势,导电性增强.随着嵌Li量的增加,LixSn合金中Sn—Li金属键的离子性特征逐渐增强,导致体积模量(B)、剪切模量(G)和弹性模量(E)几乎呈线性降低.G/B值表明,随着嵌Li量的增加,LixSn合金由延性转变为脆性,导致LixSn合金容易发生脆性破坏.同时,采用电池程控测试仪测得金属Sn的充放电曲线,发现理论计算的嵌Li电位与实验测得充放电电压具有良好的一致性.
关键词:
锂离子电池
,
Sn-Li合金
,
嵌锂性能
,
弹性性质
,
第一性原理
杨绍斌
,
李犇
,
唐树伟
材料导报
综述了第一性原理在计算锂离子电池负极材料方面的基本方法和应用,以及第一性原理在计算材料学方面的优势；重点介绍了应用第一性原理计算所取得的成果和最新研究进展,主要包括负极材料的体系能量、质量比容量、平均嵌锂电位、嵌锂形成能、体积变化等物理性质以及由它们扩展出的各种电化学参量之间的对应关系,从微观角度上阐述了电极材料的电子结构与电化学性能之间的联系；同时,也指出了此研究领域的欠缺之处以及在今后需要改进的地方.
关键词:
锂离子电池
,
负极材料
,
密度泛函理论
,
第一性原理
