鐘志勇 鋰離子電池負極材料Li_4Ti_5O_(12)的第一性原理研究

1、鋰離子電池負極材料Li_4Ti_5O_（12）的第一性原理研究在線閱讀整本下載分章下載分頁下載本系統(tǒng)暫不支持迅雷或FlashGet等下載工具【英文題名】First-Principles Studies of Li_4Ti_5O_(12) Anode Material for Lithium Ion Batteries【作者】鐘志勇;【導師】歐陽楚英;【學位授予單位】江西師范大學;【學科專業(yè)名稱】理論物理【學位年度】2009【論文級別】碩士【網(wǎng)絡出版投稿人】江西師范大學【網(wǎng)絡出版投稿時間】2009-12-28【基金】國家自然科學;江西省自然科學基金;【關鍵詞】鋰離子電池;第一性原理計算;Li_4

2、Ti_5O_(12)負極材料;嵌鋰電位;表面;電子結構;【英文關鍵詞】lithium ion batteries;first principle calculation;Li_4Ti_5O_(12) anode material;intercalation potential;surface;electronic structure;【中文摘要】基于密度泛函理論,本文采用第一性原理超軟贗勢方法結合廣義梯度近似方法研究了以下三個方面的問題: 一、對鋰離子電池負極材料Li4Ti5O12的體相原子幾何結構和電子結構進行了理論研究。給出了其結構、態(tài)密度、電荷密度分布及能帶結構等。此項工作一方面是為了獲

3、得Li4Ti5O12的理論晶格常數(shù),另一方面,通過與其他的理論和試驗方法做比較,從而驗證我們使用的PAW+GGA方法的合理性。結果證實本論文的計算結果和其他理論、實驗結果均符合的很好。 二、利用第一性原理對鋰離子電池負極材料Li4Ti5O12的富鋰體系Li4+xTi5O4的電子結構及局域結構進行了詳細的研究,同時也詳細的計算及分析了體系的總態(tài)密度和分波態(tài)密度,結果表明Li4Ti5O12可以持續(xù)嵌鋰到Li8.5Ti5O12態(tài),相對與常規(guī)的Li7Ti5O12嵌鋰態(tài),其理論容量提高到1.5倍。 三、利用基于密度泛函理論的第一性原理方法對Li4Ti5O12體系的(100)、(110)和(111)三種表

4、面進行了模擬計算。結果表明,(100)表面是最穩(wěn)定的終端,此外,表面層的鈦原子的態(tài)密度與相應體相的鈦原子的態(tài)密度不同,而內(nèi)層鈦原子的態(tài)密度.【英文摘要】The first-principles PAW pseudopotential method within the generalized gradient approximation(GGA) based on the density functional theory(DFT) is employed to investigate mainly the following three questions. 1:The geometry and electronic structure of the bulk cathode material Li4Ti5O12 have been studied by first principles calculations. The total density of states, partial density of states, band structure and valence electron charge density contours has been shown.