編號(hào)：NMJS07216
篇名：硅功能化石墨烯負(fù)極材料的最優(yōu)化初始構(gòu)形
作者：惠治鑫 柳小林
關(guān)鍵詞： 硅功能化石墨烯 分子動(dòng)力學(xué) 缺陷 勢(shì)函數(shù) 彈性模量
機(jī)構(gòu)： 寧夏師范學(xué)院物理與電子信息工程學(xué)院
摘要： 硅功能化石墨烯作為鋰離子電池的陰極材料,其最優(yōu)化的初始構(gòu)形會(huì)提高電池的可逆容量、充放電速率和使用壽命.文中應(yīng)用分子動(dòng)力學(xué)方法,采用Tersoff勢(shì)函數(shù)與LJ勢(shì)函數(shù),結(jié)合速度形式的Verlet算法,對(duì)硅功能化石墨烯進(jìn)行了弛豫和拉伸等力學(xué)性能模擬,提出了材料最優(yōu)化的構(gòu)形.通過(guò)對(duì)不同硅原子分布、不同硅碳比、不同空位缺陷率、不同拉伸速度和不同溫度對(duì)材料的體積、勢(shì)能、彈性模量、拉伸應(yīng)變、強(qiáng)度等性能的影響進(jìn)行了模擬.研究表明,硅原子隨機(jī)分布時(shí)的系統(tǒng)勢(shì)能最大,體積變化介于橫向分布和交叉分布之間,模型的力學(xué)性能參數(shù)也最高;硅原子數(shù)目越多,模型表面褶皺越明顯,系統(tǒng)的勢(shì)能越低,體積也越大;當(dāng)硅碳比為3.28%時(shí),力學(xué)性能參數(shù)最大;空位缺陷率越大,模型系統(tǒng)勢(shì)能越高,體積越大;當(dāng)缺陷率為1%時(shí),材料的力學(xué)性能參數(shù)最高;力學(xué)性能參數(shù)隨著拉伸速率和拉伸溫度的變大而減小;當(dāng)速率為0.5nm·s^-1,溫度為300K時(shí),材料的力學(xué)性能最好.
