編號(hào)：NMJS08667
篇名：錳酸鋰摻雜Fe和Co的性質(zhì)的第一性原理計(jì)算
作者：陸遠(yuǎn) 王繼芬 謝華清
關(guān)鍵詞： LiMn2O4尖晶石氧化物 第一性原理計(jì)算 JAHN-TELLER效應(yīng) Fe/Co摻雜 電壓
機(jī)構(gòu)： 上海第二工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院
摘要： 文章基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算,研究了LiMn2O4電池材料在摻雜Fe和Co離子時(shí)的電子結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能.發(fā)現(xiàn)Fe\Co取代Mn3+在熱力學(xué)上是會(huì)更加穩(wěn)定,提升電化學(xué)性能.摻雜Fe后,LiMn2O4電池材料晶格參數(shù)減小(約0.3%);摻雜Co后,LiMn2O4電池材料晶格參數(shù)減小(約0.5%).這兩種摻雜方式讓與之相鄰的Mn3+被氧化成Mn4+,從而降低了Jahn-Teller畸變情況產(chǎn)生可能性.對(duì)于摻Fe尖晶石型錳酸鋰(Li8Mn15FeO32),Mn環(huán)境中的Li離子會(huì)更容易被提取,第一次放電電壓從原來的3.7 V增加至4.623 V;對(duì)于摻Co尖晶石型錳酸鋰(Li8Mn15CoO32),第一次放電電壓從原來的3.7 V增加至4.101 V.研究為鋰電池電容量研究提供理論數(shù)據(jù)的參考.
