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采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法研究了钠离子电池正极材料橄榄石型NaFePO_4及其碱金属(Li、Na)掺杂体系的结构稳定性、电子结构、充放电过程结构演化及相关电化学性质.计算结果显示,NaFePO_4可掺杂适量Li、Na,且掺杂后结构稳定.脱钠相结构形成能的计算模拟了NaFePO_4及其掺杂体系充电过程中的相变,NaFePO_4在充电过程中存在Na_5/_6FePO_4与Na_2/_3FePO_42个中间相,铁位锂掺杂体系存在Na_3/_4(Li_1/_(12)Fe_(11)/_(12))PO_4、Na_1/_2(Li_1/_(12)Fe_(11)/_(12))PO_4、Na_1/_6(Li_1/_(12)Fe_(11)/_(12))PO_43个稳定中间相,铁位钠掺杂体系存在Na_5/_(12)(Na_1/_(12)Fe_(11)/_(12))PO_4、Na_1/_6(Na_1/_(12)Fe_(11)/_(12))PO_4、Na_(1/12)(Na_(1/12)Fe_(11/12))PO_43个稳定中间相.此外,通过分析电子结构,还发现Li、Na掺杂体系中有部分O~(2-)发生氧化参与电荷补偿,这使得掺杂体系的充电电压略高于未掺杂的NaFePO_4. 相似文献
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