| 石墨嵌锂的结构转变和弹性性质计算研究 |
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| 引用本文： | 沈丁.石墨嵌锂的结构转变和弹性性质计算研究[J].原子与分子物理学报,2019,36(6). |
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| 作者姓名： | 沈丁 |
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| 作者单位： | 辽宁工程技术大学 |
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| 摘 要： | 采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法，计算了锂离子电池石墨负极在嵌Li过程中形成石墨嵌层化合物LixC6(0≤x≤1)的形成能、嵌锂平台、晶体结构、电子结构和弹性性质的变化规律。结果表明，随着嵌Li量x增加，LixC6的体系总量能逐渐降低，形成能逐渐增大，嵌Li反应逐渐变得困难；计算得到石墨的嵌Li电位逐渐降低，这与实验测得的充放电曲线具有良好的一致性。石墨嵌Li导致碳层发生滑移，晶胞体积逐渐增大，当x为1时晶胞体积增大约12.75%。随着x增加，LixC的费米能态密度几乎呈现增大趋势，有利于增强电子导电性。随着x增加，平行于碳平面的杨氏模量Ea和Eb都呈现小幅下降趋势，而垂直于碳平面的杨氏模量Ec呈现大幅度增加趋势，导致石墨刚性逐渐增大，结构稳定性变差。
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| 关 键 词： | 锂离子电池 石墨 结构转变 弹性性质 第一性原理 |
| 收稿时间： | 2016/10/18 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2016/11/4 0:00:00 |
Calculation of structural transformations and elastic properties of graphite in the insertion process of lithium |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | lithium-ion battery graphite structural transformation elastic property first-principle |
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