Ru掺杂LiFePO4电子结构和性能的第一性原理研究

Ru掺杂LiFePO4电子结构和性能的第一性原理研究

论文摘要

基于第一性原理和超软赝势平面波方法,对Ru掺杂LiFePO4的原子几何结构和电子结构进行了研究。结果表明Ru掺杂后LiFePO4晶胞参数a和b显著降低,晶胞参数c略微的增大,掺杂后晶胞体积收缩;当掺杂量为0.01时体系Fermi能最高,能量密度高。掺杂体系在Fermi能级附近态密度电子峰强度增大,态密度峰向低能方向移动,掺杂后能级减小,有利于LiFePO4导电性能增强。能带计算结果显示,随着掺杂量的增加,体系带隙降低,能带下降,导带底向费米面移动,电子从价带跃迁到导带更加容易。电化学性能测试结果显示,当Ru的掺杂量较小时(0.01),费米面附近能带数增加,有利于电子传递,材料表现出最佳的放电比容量和倍率性。当掺杂量较大时(0.05,0.1),过多Ru将阻碍Li+扩散通道,不利于电极材料的倍率性能。Ru掺杂能影响LiFePO4电子结构,改善LiFePO4性能,掺杂量不宜太大。

论文目录

  • 1 理论计算模型与方法
  •   1.1 计算模型
  •   1.2 计算方法
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 几何结构与费米能分析
  •   2.2 态密度分析
  •   2.3 能带结构分析
  •   2.4 电化学性能分析
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 高媛,熊昆,黄丽萍,朱冰峰

    关键词: 第一性原理,掺杂,能带结构,态密度

    来源: 化学研究与应用 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 无机化工,电力工业

    单位: 重庆工商大学环境与资源学院,重庆市职业病防治院

    基金: 重庆市教委科学技术研究项目(KJ1600630)资助,国家自然科学基金青年项目(201606028)资助,重庆工商大学高层次人才科研启动项目(1856022)资助

    分类号: TM912;TQ131.11

    页码: 880-886

    总页数: 7

    文件大小: 1289K

    下载量: 149

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