| Mn掺杂TiO2（101）提高锂空电池阴极催化活性的第一性原理研究 |
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| 引用本文： | 范华伟,秦圆,杨影影,王月霖,王旭东,黄昊,姚曼.Mn掺杂TiO2（101）提高锂空电池阴极催化活性的第一性原理研究[J].中国科学:化学,2019(6):899-905. |
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| 作者姓名： | 范华伟 秦圆 杨影影 王月霖 王旭东 黄昊 姚曼 |
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| 作者单位： | 大连理工大学材料学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(编号:21233010)资助项目 |
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| 摘 要： | 本文基于密度泛函理论对TiO2(101)和MnxTi1-xO2(101)作为锂空电池阴极催化材料进行了研究,发现其表面能够生成两种不同结构的Li2O2,进一步地研究了其中最稳定的生成结构并通过计算锂空电池首次充放电过程中的过电势来评价催化性能.结果表明,Mn掺杂进入TiO2(101)对充放电的过电势均有降低作用,深入分析发现掺杂Mn对TiO2促进阴极催化反应的本质因素源于掺杂原子Mn的d态轨道的分布以及其平均能量.掺杂原子的d态轨道在费米能级处的峰态诱导了附近O的p态轨道,二者共同作用在MnxTi1-xO2(101)的总态密度的费米能级处形成多个新峰,改变了催化剂的导电方式.此外,由于掺杂原子Mn的d态轨道的平均能量高于Ti原子,使得O的p态轨道受到更多的激发,促使在Mn掺杂原子附近的氧空位形成能降低,为放电过程阴极催化反应的氧还原提供了更多的活性位点并且有利于氧气的吸附与还原.
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| 关 键 词： | 过电势 d态轨道 氧空位 活性位点 锂空电池 |
First principle study of Mn-doped TiO2 enhancing cathode catalysis in lithium-oxygen batteries |
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| Huawei Fan,Yuan Qi. n,Yi. ngyi. ng Yang,Yuelin Wang,Xudong Wang,Hao Huang,Man Yao.First principle study of Mn-doped TiO2 enhancing cathode catalysis in lithium-oxygen batteries[J].Scientia Sinica Chimica,2019(6):899-905. |
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| Authors: | Huawei Fan Yuan Qi n Yi ngyi ng Yang Yuelin Wang Xudong Wang Hao Huang Man Yao |
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| Institution: | (School of Materials Science and Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116000, China) |
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| Abstract: | Huawei Fan;Yuan Qi. n;Yi. ngyi. ng Yang;Yuelin Wang;Xudong Wang;Hao Huang;Man Yao(School of Materials Science and Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116000, China) |
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| Keywords: | overpotential d-state orbital oxygen vacancies active site lithium-oxygen battery |
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