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锂离子电池正极材料LixNi0.5Mn0.5O2电子结构的第一性原理研究

罗垂意李之锋彭弯弯钟盛文郭进康赖江洪吕庆文

江西理工大学材料科学与工程学院江西省动力电池及其材料重点实验室

摘要:采用基于密度泛函理论的第一性原理超软赝势平面波法,对LixNi0.5Mn0.5O2的几何结构进行优化,并计算相应的电子结构和平均嵌锂电压.结果表明:x=1时,费米能级上分布着Ni、Mn d轨道电子和部分O2p轨道电子,层状LiNi0.5Mn0.5O2是电子的良导体;O2p轨道与Ni、Mn形成较强的共价键,Ni-O与Mn-O具有相近的键长,抑制了LiNiO2与m-LiMnO2中的因Jahn-Teller效应导致的八面体扭曲,且Mn-O键长在充放电过程中保持不变,材料具有稳定的结构;Li在晶胞中以主要离子态的形式存在,有利于脱嵌与传输.随着锂离子的脱出,材料的带隙增加,导电性能变差.
  • DOI:

    10.13264/j.cnki.ysjskx.2016.04.008

  • 专辑:

  • 专题:

  • 分类号:

    TQ131.11;TM912

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