锂离子电池正极材料Li2MnO3稀土掺杂的 第一性原理研究

• 作者: 徐波 欧阳楚英 郑路敏 钟淑英
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 第一性原理计算 稀土掺杂 锂离子电池 正极材料
• 年，卷（期）: 2019,（13）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域
• 页码范围: 278-286
• 页数: 9页
• 字数: 4892字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.68.20190509

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	钟淑英	江西师范大学物理与通信电子学院	13	22	3.0	4.0
2	欧阳楚英	江西师范大学物理与通信电子学院	22	88	5.0	8.0
3	徐波	江西师范大学物理与通信电子学院	7	25	2.0	5.0
4	郑路敏	江西师范大学物理与通信电子学院	1	1	1.0	1.0