第一性原理研究:Mg2+掺杂尖晶石型LiMn2O4的电子结构

• 作者: 吴霜 李浩欣 王继芬 谢华清 陆远 陈立飞
• 来源期刊: 上海第二工业大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 镁离子掺杂 晶体结构 电子态密度
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 环境与材料工程
• 页码范围: 97-102
• 页数: 6页
• 分类号: TK124
• 语种: 中文
• DOI: 10.19570/j.cnki.jsspu.2020.02.003

摘要

尖晶石LiMn2O4正极材料是在原有锂电池正极材料LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2的基础上研发出来的优选正极材料,它相较于LiCoO2材料价格更加低廉热稳定性加强且安全性能有所提高.采用Mg2+掺杂LiMn2O4正极材料,利用基于密度泛函理论的第一性原理对LiMg0.5Mn1.5O4晶格常数与能带结构、态密度进行计算与分析.结果表明:新材料LiMg0.5Mn1.5O4的空间群为F4332,掺杂后晶胞参数a明显减小,晶胞体积收缩;掺杂量为0.5时明显比掺杂量0.125时Fermi能量和能量密度高.Mg2+掺杂能影响LiMn2O4的晶体结构,形成更加稳定的共价键.掺杂量会改变LiMn2O4的空间群影响到结构稳定性,所以掺杂量不宜过大.