| 锂离子电池正极材料Li2MnO3稀土掺杂的第一性原理研究 |
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| 引用本文： | 郑路敏,钟淑英,徐波,欧阳楚英.锂离子电池正极材料Li2MnO3稀土掺杂的第一性原理研究[J].物理学报,2019(13):278-286. |
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| 作者姓名： | 郑路敏 钟淑英 徐波 欧阳楚英 |
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| 作者单位： | 江西师范大学物理与通信电子学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(批准号:11664012,11564016);江西省杰出青年人才资助计划(批准号:20171BCB23035);江西省教育厅科学技术研究项目(批准号:GJJ170186);江西师范大学博士启动基金项目(批准号:7957)资助的课题~~ |
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| 摘 要： | 掺杂是锂离子电池电极材料优化改性的一种有效的方法.稀土元素因其具有高的电子电荷、大的离子半径以及强的自极化能力,成为掺杂改性的重要选择.本文利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了稀土元素(La,Ce,Pr,Sm)掺杂的锂离子电池正极材料Li2MnO3的性质.通过稀土元素的掺杂,Li2MnO3材料的晶格常数和晶胞体积都有不同程度的增大.由于稀土原子的价态不同,导致掺杂后的Li2MnO3的电子结构性质不同.La掺杂的Li2MnO3表现出金属性,而Ce,Pr,Sm掺杂的结构为半导体性质,但带隙与未掺杂情况下相比有所减小.Li2MnO3中的Li离子迁移在La和Ce掺杂后展示出复杂的能垒变化.在远离稀土离子处,Li离子迁移势垒比未掺杂时减小,但在靠近稀土离子处则表现为势垒变化的多样性.当Li离子在离稀土离子最近的位置处进行迁移,势垒有明显的增加,这一结果与稀土离子周围的局域结构变化大密切相关.
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| 关 键 词： | 第一性原理计算 稀土掺杂 锂离子电池 正极材料 |
First-principles study of rare-earth-doped cathode materials Li2MnO3 in Li-ion batteries |
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| Institution: | (College of Physics and Communication Electronics,Jiangxi Normal University,Nanchang 330022,China) |
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| Abstract: | Zheng Lu -Min;Zhong Shu -Ying;Xu Bo Ouyang;Chu -Ying(College of Physics and Communication Electronics,Jiangxi Normal University,Nanchang 330022,China) |
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| Keywords: | frist-principle calculation rare-earth doped Li-ion battery cathode materials |
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