沈丁
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杨绍斌
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李思南
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孙闻
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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
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嵌锂性能
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弹性性质
,
第一性原理
