鋰離子電池石墨基負(fù)極材料儲(chǔ)鋰性能的第一性原理研究

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摘  要：結(jié)合基于密度泛函理論的第一性原理平面波贗勢(shì)方法，研究了石墨晶胞中嵌入不同數(shù)量的鋰離子所產(chǎn)生晶體結(jié)構(gòu)的變化、形成能、電子結(jié)構(gòu)以及鋰離子的遷移過程，并通過測(cè)試磁控濺射法制備的石墨薄膜電極的充放電循環(huán)性能證明了仿真結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)：隨著鋰離子嵌入數(shù)量的增加，石墨晶胞的體積逐漸增加，當(dāng)嵌入6個(gè)鋰離子后，石墨晶胞體積膨脹了20.52%，體系的形成能降至-68.612 eV，形成能下降趨勢(shì)平緩，表明石墨晶胞在嵌鋰過程中非常穩(wěn)定;石墨晶胞的電荷密度主要集中在C—C鍵，鋰離子的嵌入降低了C—C鍵之間的電荷密度，并未破壞C—C鍵;鋰離子通過空位遷移的方式遷移到石墨層間所需要克服的遷移勢(shì)壘最低。（剩余8889字）