| Al掺杂的锂离子电池层状正极材料Li(Li0.17Ni0.17Al0.04Fe0.13Mn0.49)O2结构稳定性及氧离子氧化的理论研究 |
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| 引用本文： | 邱凯,严铭霞,赵守旺,安胜利,王玮,贾桂霄.Al掺杂的锂离子电池层状正极材料Li(Li0.17Ni0.17Al0.04Fe0.13Mn0.49)O2结构稳定性及氧离子氧化的理论研究[J].化学学报,2021,79(9):1146-1153. |
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| 作者姓名： | 邱凯 严铭霞 赵守旺 安胜利 王玮 贾桂霄 |
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| 作者单位： | 内蒙古科技大学材料与冶金学院 包头014010 |
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| 基金项目： | 项目受内蒙古自然科学基金(2021MS02003) |
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| 摘 要： | 锂离子电池(LIB)正极材料比容量及结构稳定性的提高是提升电池整体性能的重要因素. 本工作选取层状无钴正极材料Li(Li0.17Ni0.17Al0.04Fe0.13Mn0.49)O2 (LNAFMO)为研究对象, 使用GGA (generalized gradient approximation)+U (Hubbard U value)方法研究了体系在充电时几何和电子结构变化、氧释放焓、脱锂形成能和脱锂电压. 研究结果表明, 充电时LNAFMO体系首先Ni氧化, 然后Fe氧化, 最后O氧化. 与未掺杂Al的Li(Li0.17Ni0.17Fe0.17Mn0.49)O2 (LNFMO)体系不同的是, 除具有线性Li-O-Li和Fe-O-Li构型的氧离子更容易给出电子外, 具有线性Al-O-Li构型的氧离子也参与电荷补偿, 并且氧离子具有很强的活性, 这将避免参与氧化的氧离子过分集中, 有利于结构的稳定; Al的掺杂能进一步抑制氧的释放, 这将提升体系的结构稳定性和电池循环性能. 该研究为设计一种低经济成本、循环性良好、高能量密度的锂离子电池正极材料奠定了坚实的理论依据.
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| 关 键 词： | 锂离子电池 富锂正极材料 掺杂 阴离子氧化 第一性原理计算 |
Theoretical Study on the Structural Stability and Oxygen Ion Oxidation of Al-doped Lithium-ion Battery Layered Cathode Li(Li0.17Ni0.17Al0.04Fe0.13Mn0.49)O2 |
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| Kai Qiu,Mingxia Yan,Shouwang Zhao,Shengli An,Wei Wang,Guixiao Jia.Theoretical Study on the Structural Stability and Oxygen Ion Oxidation of Al-doped Lithium-ion Battery Layered Cathode Li(Li0.17Ni0.17Al0.04Fe0.13Mn0.49)O2[J].Acta Chimica Sinica,2021,79(9):1146-1153. |
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| Authors: | Kai Qiu Mingxia Yan Shouwang Zhao Shengli An Wei Wang Guixiao Jia |
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| Institution: | School of Materials and Metallurgy, Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou 014010, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | lithium-ion battery lithium-rich cathode material doping anionic oxidation first-principles calculation |
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