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LiFePO4中对位缺陷的第一性原理研究

张华 唐元昊 周薇薇 李沛娟 施思齐

LiFePO4中对位缺陷的第一性原理研究

张华, 唐元昊, 周薇薇, 李沛娟, 施思齐
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  • 基于考虑了Fe-3d电子间的库仑作用U和交换作用J的GGA+U方案,应用第一性原理计算方法系统研究了LiFePO4的对位缺陷,以及对位缺陷的形成对材料的电导率和离子扩散速率的影响.结果表明,Li/Fe交换缺陷是最容易形成的,形成缺陷后的Fe—O键变长,扩宽了Li离子传输通道,有利于Li离子在通道中的扩散,对材料电化学性能的改善起到了一定的作用.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50802089)、浙江省"钱江人才计划"(批准号: 2007R10028)、教育部留学回国人员科研启动基金(批准号:[2008] 890)、浙江省自然科学基金(批准号:Y4090280)和江西省自然科学基金(批准号:2008GZW0014)资助的课题.
    [1]

    Hou Z F, Liu H Y, Zhu Z Z, Huang M C, Yang Y 2003 Acta Phys. Sin. 52 952 (in Chinese) [侯柱峰、刘慧英、朱梓忠、黄美纯、杨 勇 2003 物理学报 52 952]

    [2]

    Amin R, Lin C, Maier J 2008 Phys. Chem. Chem. Phys. 10 3524

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    2006 J. Power Sources 159 282

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    Huang H, Yin S C, Nazar L F 2001 Electrochem.Solid-State Lett. 4 A170

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    Islam M S, Driscoll D J, Fisher C A J, Slater P R 2005 Chem. Mater. 17 5085

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    Sigle W, Amin R, Weichert K, Aken P A, Maier J 2009 Electrochem.Solid-State Lett. 128 A151

    [7]

    Padhi A K, Nanjundaswamy K S, Masquelier C, Okada S, Goodenough J B 1997 J. Electrochem. Soc. 144 1188

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    Ravet N, Chouinard Y, Magnan J F, Besner S, Gacuthier M, Armand M 2001 J. Power Sources 503 97

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    Dominko D, Gaberscek M, Drofenik J, Bele M, Jamnik J 2003 Electron. Acta 48 3709

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    Chung S Y, Bloking J T, Chiang Y M 2002 Nat. Mater. 1 123

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    Chung S Y, Chiang Y M 2003 Electrochem. Solid-State Lett. 6 A278

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    Herle P S, Ellis B, Coombs N, Nazar L F 2004 Nat. Mater. 3 147

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    Barker J, Saidi M Y, Swoyer J L 2003 Electrochem.Solid-State Lett. 6 A53

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    [29]

    Perdew J P, Chevary J A, Vosko S H, Jackson K A, Pederson M R, Singh D J, Fiolhais C 1992 Phys. Rev. B 46 6671

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    Methfessel M, Paxton A T 1989 Phys. Rev. B 40 3616

    [34]

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    Fisher C A J, Hart Prieto V M, Saiful Islam M 2008 Chem. Mater. 20 5907

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    Islam M S 2005 Chem. Mater. 17 5085

    [37]

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    [38]

    Ouyang C Y, Shi S Q, Wang Z X, Li H, Huang X J, Chen L Q 2004 J. Phys. : Condens. Matter 16 2265

    [39]

    Morgan D, van der Ven A, Ceder G 2004 Electrochem. Solid-State Lett. 7 A30

  • [1]

    Hou Z F, Liu H Y, Zhu Z Z, Huang M C, Yang Y 2003 Acta Phys. Sin. 52 952 (in Chinese) [侯柱峰、刘慧英、朱梓忠、黄美纯、杨 勇 2003 物理学报 52 952]

    [2]

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    [16]

    Shi S Q, Ouyang C Y, Wang D S, Wang Z X, Chen L Q 2003 Phys. Rev. B 68 19508

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    Zhou F, Kang K, Maxisch T, Ceder G, Morgan D 2004 Solid State Commun. 132 181

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    Cococcioni M, de Gironcoli S 2005 Phys. Rev. B 71 035105

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    Huang Y X, Cao Q X, Li Z M, Li G F, Wang Y P, Wei Y G 2009 Acta Phys. Sin. 58 8002 (in Chinese) [黄云霞、曹全喜、李智敏、李桂芳、王毓鹏、卫云鸽 2009 物理学报 58 8002]

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    Fisher C A J, Hart Prieto V M, Saiful Islam M 2008 Chem. Mater. 20 5907

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  • [1] 任县利, 张伟伟, 伍晓勇, 吴璐, 王月霞. 高熵合金短程有序现象的预测及其对结构的电子、磁性、力学性质的影响. 物理学报, 2020, 69(4): 046102. doi: 10.7498/aps.69.20191671
    [2] 徐贤达, 赵磊, 孙伟峰. 石墨烯纳米网电导特性的能带机理第一原理. 物理学报, 2020, 69(4): 047101. doi: 10.7498/aps.69.20190657
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    [4] 周瑜, 操礼阳, 马晓萍, 邓丽丽, 辛煜. 脉冲射频容性耦合氩等离子体的发射探针诊断. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191864
    [5] 黄永峰, 曹怀信, 王文华. 共轭线性对称性及其对\begin{document}$ {\mathcal{P}}{\mathcal{T}} $\end{document}-对称量子理论的应用. 物理学报, 2020, 69(3): 030301. doi: 10.7498/aps.69.20191173
    [6] 赵建宁, 刘冬欢, 魏东, 尚新春. 考虑界面接触热阻的一维复合结构的热整流机理. 物理学报, 2020, 69(5): 056501. doi: 10.7498/aps.69.20191409
    [7] 刘厚通, 毛敏娟. 一种无需定标的地基激光雷达气溶胶消光系数精确反演方法. 物理学报, 2019, 68(7): 074205. doi: 10.7498/aps.68.20181825
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-12-12
  • 修回日期:  2009-12-26
  • 刊出日期:  2010-07-15

LiFePO4中对位缺陷的第一性原理研究

  • 1. 浙江理工大学物理系,光电材料与器件中心,杭州 310018
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:50802089)、浙江省"钱江人才计划"(批准号: 2007R10028)、教育部留学回国人员科研启动基金(批准号:[2008] 890)、浙江省自然科学基金(批准号:Y4090280)和江西省自然科学基金(批准号:2008GZW0014)资助的课题.

摘要: 基于考虑了Fe-3d电子间的库仑作用U和交换作用J的GGA+U方案,应用第一性原理计算方法系统研究了LiFePO4的对位缺陷,以及对位缺陷的形成对材料的电导率和离子扩散速率的影响.结果表明,Li/Fe交换缺陷是最容易形成的,形成缺陷后的Fe—O键变长,扩宽了Li离子传输通道,有利于Li离子在通道中的扩散,对材料电化学性能的改善起到了一定的作用.

English Abstract

参考文献 (39)

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