新型锂离子电池负极材料——黑磷储锂性能的第一性原理研究
基于密度泛函理论，本文采用第一性原理PAW--GGA方法，研究了以下三个方面的问题。
一、对白P和红P的几何结构和电子结构进行了理论研究。分析了白P这种分子晶体占据轨道的简并情况，所得出的结果和分子轨道理论相符合。利用在一定温度和压强条件下的分子动力学方法模拟了从白P到红P的准一维结构，和其它文献所述一样，这样的准一维结构极其不稳定，因为它的能量比白P的还要高。
二、对黑P这种新型锂离子电池负极材料的原子和电子结构作了系统而全面的计算和分析。黑P层与层之间的相互作用是Van der Waals葛生力(KeesomForce)的结果。由于葛生力主要是一种静态电极矩产生的，因而黑P层间作用主要来源于静电作用。此外，本文还对比了体相黑P的带隙(0.19eV)和单层黑P的带隙(0.75eV)，认为这种差异来自于层与层之间的Van der Waals作用。
三、利用选择性分子动力学方法（Selective Molecular Dynamic Method）计算Li离子在LiP（黑P嵌Li过程中的中间产物）材料中的扩散能垒。得出沿不同方向的扩散能垒分别是0.61eV、1.45eV和0.48eV。
锂离子电池;第一性原理计算;电子结构;扩散能垒;黑磷;储锂性能;负极材料;密度泛函
江西师范大学
硕士
凝聚态物理
欧阳楚英
2010
中文
TM912.9;O646.541
2011-08-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）