基于离子交换机理的尖晶石型LiMn2O4脱/嵌锂模拟

• 作者: 周俊奇 李非 纪志永 袁俊生 黄智辉
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 化学
• 关键词: 尖晶石 离子筛 提锂 离子交换 模拟
• 年，卷（期）: 2017,（12）
• 所属期刊栏目: 计算模拟
• 页码范围: 131-135
• 页数: 5页
• 分类号: O641|TB39
• 字数: 3307字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/j.issn.1005-023X.2017.012.027

摘要

基于离子交换机理,以ICSD(The Inorganic Crystal Structure Database)中LiMn2 O4的结构数据为基础,利用Mate-rials Studio软件包中Visualizer模块和CASTEP模块构建并优化了尖晶石型LiMn2 O4和HMn2O4以及λ-MnO2的晶体结构,并通过对比涉及各自晶体结构的系统能值、晶胞参数、键长及键角等的变化,初步验证了离子筛提锂过程是自发吸热过程;分别通过对LiMn2O4和HMn2O4添加H和Li,模拟考察了脱锂和嵌锂(即酸洗和吸附)过程中的活性原子位及H和Li的迁移轨迹,得出8a位置Li和H的离子性较强,脱锂为H置换四面体8a位置Li,并与邻近位置O形成键长约为0.098 9nm的O-H键;嵌锂为Li取代8a-16c-8a孔道中8a位置H的动力学过程.研究结果对锰基离子筛提锂的后续工作具有一定的指导意义.