钟志勇 锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的第一性原理研究

1、锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_（12）的第一性原理研究在线阅读整本下载分章下载分页下载本系统暂不支持迅雷或FlashGet等下载工具【英文题名】First-Principles Studies of Li_4Ti_5O_(12) Anode Material for Lithium Ion Batteries【作者】钟志勇;【导师】欧阳楚英;【学位授予单位】江西师范大学;【学科专业名称】理论物理【学位年度】2009【论文级别】硕士【网络出版投稿人】江西师范大学【网络出版投稿时间】2009-12-28【基金】国家自然科学;江西省自然科学基金;【关键词】锂离子电池;第一性原理计算;Li_4

2、Ti_5O_(12)负极材料;嵌锂电位;表面;电子结构;【英文关键词】lithium ion batteries;first principle calculation;Li_4Ti_5O_(12) anode material;intercalation potential;surface;electronic structure;【中文摘要】基于密度泛函理论,本文采用第一性原理超软赝势方法结合广义梯度近似方法研究了以下三个方面的问题: 一、对锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的体相原子几何结构和电子结构进行了理论研究。给出了其结构、态密度、电荷密度分布及能带结构等。此项工作一方面是为了获

3、得Li4Ti5O12的理论晶格常数,另一方面,通过与其他的理论和试验方法做比较,从而验证我们使用的PAW+GGA方法的合理性。结果证实本论文的计算结果和其他理论、实验结果均符合的很好。 二、利用第一性原理对锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的富锂体系Li4+xTi5O4的电子结构及局域结构进行了详细的研究,同时也详细的计算及分析了体系的总态密度和分波态密度,结果表明Li4Ti5O12可以持续嵌锂到Li8.5Ti5O12态,相对与常规的Li7Ti5O12嵌锂态,其理论容量提高到1.5倍。 三、利用基于密度泛函理论的第一性原理方法对Li4Ti5O12体系的(100)、(110)和(111)三种表

4、面进行了模拟计算。结果表明,(100)表面是最稳定的终端,此外,表面层的钛原子的态密度与相应体相的钛原子的态密度不同,而内层钛原子的态密度.【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.