锂离子在石墨、MoS2及其复合材料中扩散过程的分子模拟及量子力学研究

• 作者: 张少阳 刘宇 刘洪来
• 来源期刊: 华东理工大学学报（自然科学版）
• 关键词: 非平衡态分子动力学模拟 锂离子电池 扩散 G/MoS2复合材料
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程|Materials Science and Engineering
• 页码范围: 129-136
• 页数: 8页
• 分类号: TM911
• 语种: 中文
• DOI: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20191224004

摘要

锂离子在电极材料中的传递性能对电池的充放电速率起着至关重要的作用.采用非平衡态分子动力学(NEMD)方法,模拟了充电过程中锂离子在石墨 、MoS2及其复合材料(G/MoS2)中的迁移过程,考察了锂离子的非平衡态扩散时间、平衡态扩散系数(D)和吸附能,探究了石墨、MoS2层间距及边缘结构对锂离子扩散的影响.计算结果表明:锂离子的传递扩散系数与其自扩散系数间有5～7个数量级的差别;锂离子在石墨、MoS2中迁移的最佳层间距分别为0.42、0.75 nm;石墨边缘结构对锂离子迁移的促进效果依次为:C?OH>C?F>C=O>C?H.G/MoS2复合材料的分析结果表明:材料复合的均匀度越高,越有利于锂离子的扩散.