锂电池正极材料ε-VOPO_4的第一性原理计算

为了研究锂电池电极材料ε-VOPO_4在充放电过程中的电化学性能,利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理,从锂的插层位置、形成能、能带结构、态密度及电荷布居分布等方面,对Li原子嵌入过程中,锂电池正极材料ε-VOPO_4的结构和电子性能进行研究.结果表明:Li原子在V-O八面体与P-O四面体之间的间隙能稳定存在且不会引起ε-VOPO_4结构发生明显变化. Li原子的嵌入会使结构的能带间隙从2.002 eV减小到0.895 eV,导电性增强. Li—O键的键能(-0.1e、-0.02e)接近0表明ε-Li_x(VOPO_4)_4(x=1,2)中Li原子与O原子间的相互作用很弱. Li在ε-Lix(VOPO_4)_4中的高离子性有利于Li在ε-VOPO_4化合物中可逆的嵌入和脱出.