锂离子电池负极材料Li2.5Cu0.5N的Li脱嵌性质

使用基于平面波展开的第一原理赝势法,计算了锂离子电池非碳基负极材料Li2.5Cu0.5N在各种脱锂量下的Li脱嵌形成能以及相应的体积变化,讨论了脱锂前后材料的电荷密度,电子状态密度等电子性质.计算表明,Li2.5Cu0.5N晶体中LiN层的锂的脱出能要比LiCu层的锂小得多,即LiN层中的锂更容易脱嵌.结果还表明,各种脱锂量的Li脱嵌能大致在-2.72～-4.08 eV/Li之间.当脱锂量小于30%,材料的体积变化较小,随着脱锂量的增大,材料的体积变化较大.     

Mg_2Sn的Li嵌入形成能的从头计算

Mg2Sn是近来很受重视的锂电池负极材料.使用基于混合基表示的第一原理赝势法,计算了Mg2Sn的各种锂嵌入情况时的形成能以及相应的电子结构.讨论了锂嵌入时的体积变化、能带结构、电子态密度以及电荷分布等性质.计算表明,锂嵌入到主体材料的间隙位置时平均每个锂原子的形成能都大致在2.2eV.     

Mg2Sn的Li嵌入形成能的从头计算

Mg2Sn是近来很受重视的锂电池负极材料．使用基于混合基表示的第一原理赝势法，计算了Mg2Sn的各种锂嵌入情况时的形成能以及相应的电子结构．讨论了锂嵌入时的体积变化、能带结构、电子态密度以及电荷分布等性质．计算表明，锂嵌入到主体材料的间隙位置时平均每个锂原子的形成能都大致在2．2eV．     

Pt掺杂材料Li2Pt0.125Co0.875SiO4在脱嵌锂离子过程中晶格和电子结构变化的研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究贵金属Pt掺杂的正极材料Li_2Pt_(0.125)Co_(0.875)SiO_4在锂离子脱嵌过程中晶格和电子结构的变化.计算结果表明,掺杂体系在脱嵌锂离子过程中,晶格参数和体积变化不大,充放电过程中循环稳定性保持较好,脱嵌电压也基本保持不变;Li-O键长增大,Li-O间相互作用减弱,锂离子迁移率增大.与纯相Li_2CoSiO_4相比,禁带中出现了掺杂原子Pt的d轨道电子,带隙变窄,从而提高了掺杂材料Li_2Pt_(0.125)Co_(0.875)SiO_4的电子导电性.     

锂离子电池合金负极材料研究进展

合金类材料具有高比容量和高安全性等优势,是极具潜力的锂离子电池负极材料。合金负极不同的脱嵌锂机制显著影响着锂枝晶生长、锂离子输运及体积膨胀等行为。介绍了不同合金负极的脱嵌锂机制,并从热力学、动力学角度分析了锂沉积形核过程及锂在电极内部输运过程的影响因素,总结了合金负极控制锂沉积行为及体积膨胀的研究进展和未来发展方向。     

锂离子电池负极材料NiSi_2嵌锂性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究锂离子电池负极材料NiSi_2的嵌锂路径。首先计算Li嵌入NiSi_2各反应的嵌锂形成能、理论质量比容量和体积膨胀率,然后研究Li_xNi_8Si_4(x=0,1,4)的电子结构,计算其能带结构、态密度和差分电荷密度。研究结果表明:Li嵌入NiSi_2最有可能的3步反应路径为12Li~++12e~-+7NiSi_2→Li_(12)Si_7+7Ni Si,13Li~++13~e-+8NiSi→Li_(13)Si_4+4δ-Ni_2Si和Li~++e~-+δ-Ni_2Si→Li Ni_2Si;Li_xNi_8Si_4呈现出金属特性,Ni-Si之间形成较强的共价键,能够有效缓解嵌锂过程中的体积膨胀,稳定基体骨架,从而提高材料的循环性能。     

基于Li2MnO3的富锂类高比容量锂离子电池正极材料的研究进展

综述了近几年来基于Li2MnO3的高比容量二元和三元富锂类锂离子电池正极材料的研究进展.重点讨论了富锂材料zLi2MnO3.(1-z)LiMO2(0相似文献   

高容量型锂离子电池硅基负极材料的研究进展

硅基负极材料由于其具有高容量而被广泛研究,该材料在充/放电过程中巨大的体积变化、低的循环寿命和初始库仑效率阻碍了其商业化应用. 本文分析了硅基负极材料的工作原理,回顾了其在脱/嵌锂过程中的晶体结构、表面/界面的变化以及提高其电化学性能的方法,讨论了锂离子电池硅基负极材料的前景.     

基于第一原理的Li嵌入路径的计算机模拟

为了研究锂离子电池负极材料InSb的Li嵌入过程,使用基于密度泛函理论的第一原理赝势法,计算了Li离子电池非碳类负极材料InSb在Li嵌入时的125相不同情况下的总能、平衡体积和各相间转换的Li嵌入形成能及相对体积变化等,进而参考电压轮廓实验曲线,筛选出了中间经历两相的最可能的反应路径为Li In4Sb4→Li1In4Sb4,2Li Li1In4Sb4→Li3In4Sb4,9Li Li3In4Sb4→Li12 Sb4 4In;中间经历三相的最可能的反应路径为Li In4Sb4→Li1In4Sb4,2Li Li1In4Sb4→Li3In4Sb4,4Li Li3In4Sb4→Li7In3Sb4 In,5Li Li7In3Sb4→Li12Sb4 3In.计算了Li3Sb的晶格常数、总能等,讨论了其能带结构和电子态密度等性质.结果表明:随着Li嵌入到InSb中并生成Li3Sb,其体积略有膨胀,材料发生了由半导体性到金属性又到半导体性的转变.     

LiNi0.85-xCoxMn0.15O2电化学性能的第一性原理研究

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了空间群为R-3M,具有层状结构的LiNi0.85-xCoxMn0.15O2的带隙、分波态密度、嵌锂形成能和晶胞体积.计算结果表明LiNi0.65Co0.2Mn0.15O2具有较高的可逆容量,又具有较好的电池性能,为该系列金属氧化物中较为理想的锂离子电池正极材料,与文献的结果相比较,我们发现理论计算结果与实验结果有较好的一致性.本文采用CASTEP中原子混合实现镍钴含量的变化后,分析了LiNi0.85-xCoxMn0.15O2的物理性质及电化学性质.揭示了镍钴含量变化对材料作为锂离子电池正极材料的性能的影响,进而为寻找新的正极三元材料提供理论指导.     

层状Li(Ni1-xCox)O2中Li离子首次脱出和嵌入行为研究

共沉淀法合成的层状Li（Ni1-xCox）O2，其中X=0．1，0．2，0．3和1，采用XRD和电化学方法对合成的层状Li（Ni1-xCox）O2进行了研究。研究表明在镍酸锂中随着Co含量的增加，Co的增加改变了镍离子与周围氧离子和锂离子的相互作用，阻止了锂离子择优位离开镍酸锂晶体，因此，在镍酸锂中增加一定Co可以阻止镍酸锂由H1向M相转变。同理，在钴酸锂中增加一定Ni可以阻止钴酸锂由H1向H2相和H2相向M相转变。锂离子择优位离开镍酸锂时，存在J—T效应，使得镍酸锂在脱锂过程中发生H1向M相转变，与镍酸锂不同，由于钴酸锂在锂离子择优位离开钴酸锂晶体时，不存在J—T效应，钴酸锂在脱锂时发生H1向H2相和H2相向M相的转变。     

纳米SnO2的制备及电化学性质

以无机盐为前体,采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO₂粉体.用TG-DTA,XRD,SEM等对SnO₂粉末进行了表征.结果表明,采用该法经500 ℃热处理得到的SnO₂超细粉具有良好的四方结构,粒径分布均匀,平均粒径在92 nm左右.将该法制得的SnO2超细粉作为锂离子电池负极材料,可逆容量高达687　mAh·g^-1,而且嵌脱锂电压低(0.2～0.5 V),是一种很有潜力的锂离子电池负极材料.     

新型锂离子导体Li5La3Ta2O12的内耗

采用低频内耗仪,以强迫振动方法测量了锂离子导体Li₅La₃Ta₂O₁₂在升温过程中的内耗和相对模量,并结合晶体结构分析其形成机制.结果表明：在大气环境的升温过程中,Li₅La₃Ta₂O₁₂出现2个明显的弛豫型内耗峰,其弛豫元（锂空位）之间存在相互作用,由Debye峰拟合得到其激活能和弛豫时间指数前因子分别为0.80～1.00 eV和10-14～10-26 s,利用耦合模型处理得到弛豫峰的激活能约为0.60～0.70 eV,与锂离子电导率的激活能（0.50～0.60 eV）接近;2个弛豫型内耗峰分别对应于锂离子在相邻四面体和八面体间（24d48g）以及相邻八面体间（48g48g）的扩散;随着Li₅La₃Ta₂O₁₂在空气中的放置时间增加,其内耗峰逐渐向高温区域移动,且其峰高度和激活能逐渐增大;Li₅La₃Ta₂O₁₂经室温时效处理后,水进入其晶格替代Li₂O而形成新的锂离子化合物Li₅-xLa₃Ta₂O1₂-x(OH)x（0相似文献   

脱锂态LixCoO2(0.5＜x＜1)的晶体结构

研究了随锂离子的脱出,锂离子电池正极材料LixCoO2(0.5＜x＜1)晶体结构的变化.对高温合成的LiCoO2用强氧化剂NaS2O8化学抽取锂离子,得到几种不同锂含量的脱锂态LixCoO2,并使用x射线衍射和电子衍射进行晶体结构分析.X射线衍射结果表明,在0.5＜x＜1范围内LixCoO2晶胞参数c发生变化.电子衍射结果表明,脱锂态的LixCoO2(0.5＜x＜1)中发生了x射线衍射检测不到的锂离子/空位有序排列的相变,从而使晶体结构显著变化,并给出了相应的晶体结构模型.相变在以LiCoO2为电极的电池充放电曲线上表现为电压平台.     

锂离子电池正极材料锰酸锂制备方法的研究进展

LiMn2O4以其价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点,成为最有希望取代LiCoO2的主流材料之一.LiMn2O4的生产制备方法众多, 文中详细介绍了锰酸锂的晶体结构特点,阐述了锰酸锂的各种制备方法,探讨了采用不同的原料、不同的制备方法对提高锰酸锂性能的差异.从电解液方面、尖晶石锰酸锂晶体结构层面分析了其容量衰减的原因,希望能够为锰酸锂材料的研究者提供借鉴,为其生产提供理论依据.     

氧化锂的作用势的构建及研究

采用分子动力学方法拟合了氧化锂（Li2O）的解析型键序相互作用势（BOP）,用拟合得到的作用势测试了锂的结构稳定性和力学性能,发现与实验符合.并用这套作用势测试了氧化锂的一些物理性能和缺陷形成能.     

锂离子导体Li6La2BaTa2O12在潮湿空气中的稳定性研究

利用交流阻抗谱研究锂离子导体Li La₂ BaTa₂ O₁₂在空气的稳定性。锂离子导体Li₆ La₂ BaTa₂ O₁₂首先在空气中吸附水气进入晶界,导致该材料晶界电阻变大;随后进入晶界中的水气和Li₆ La₂ BaTa₂ O₁₂材料发生质子和锂离子的离子交换反应,导致了晶格的进一步畸变,表现为晶粒电阻直线增加。因此可通过提高陶瓷材料致密度,抑制水气进入晶界,提高该材料对水气的稳定性,这对该材料在全固态锂离子电池中的应用具有十分重要的意义。     

WO3和V2O5薄膜电致变色器件特性研究

采用电子束和热蒸发分别制备了WO3和V2O5薄膜,研究了WO3薄膜的电化学、循环耐用性、电致变色特性,分析了V2O5薄膜的Li离子储存性能、Li离子的注入／退出可逆性以及离子注入对光学性能的影响,并讨论了WO3薄膜/Li离子电解质／V2O5薄膜构成的灵巧窗器件的电致变色特性．实验结果表明,这样构成的灵巧窗器件具有比较理想的光学调制性能．