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硅纳米团簇与石墨烯复合结构储锂性能的第一性原理研究

吴江滨 钱耀 郭小杰 崔先慧 缪灵 江建军

硅纳米团簇与石墨烯复合结构储锂性能的第一性原理研究

吴江滨, 钱耀, 郭小杰, 崔先慧, 缪灵, 江建军
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  • 本文采用第一性原理计算方法, 研究了不同晶向硅纳米团簇与石墨烯复合结构稳定性及其储锂性能. 计算了不同高度、大小硅团簇与石墨烯复合结构的结合能, 复合结构中嵌锂吸附能和PDOS. 分析表明, 硅团簇和石墨烯之间形成较强的SiC键, 其中[111]晶向硅团簇与石墨烯作用的形成能最高, 结构最为稳定. 进一步计算其嵌锂吸附能, 发现硅团簇中靠近石墨烯界面处的储锂位置更加有利于锂的吸附, 由于锂和碳、硅之间有较强电荷转移, 其吸附能明显大于其他储锂位置. 同时在锂嵌入过程中, 由于石墨烯的引入, 明显减小了界面处硅的形变, 有望提高其作为锂电池负极材料的可逆容量.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50771047)资助的课题.
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  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-07-12
  • 修回日期:  2012-04-05
  • 刊出日期:  2012-04-05

硅纳米团簇与石墨烯复合结构储锂性能的第一性原理研究

  • 1. 华中科技大学电子科学与技术系, 武汉 430074
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:50771047)资助的课题.

摘要: 本文采用第一性原理计算方法, 研究了不同晶向硅纳米团簇与石墨烯复合结构稳定性及其储锂性能. 计算了不同高度、大小硅团簇与石墨烯复合结构的结合能, 复合结构中嵌锂吸附能和PDOS. 分析表明, 硅团簇和石墨烯之间形成较强的SiC键, 其中[111]晶向硅团簇与石墨烯作用的形成能最高, 结构最为稳定. 进一步计算其嵌锂吸附能, 发现硅团簇中靠近石墨烯界面处的储锂位置更加有利于锂的吸附, 由于锂和碳、硅之间有较强电荷转移, 其吸附能明显大于其他储锂位置. 同时在锂嵌入过程中, 由于石墨烯的引入, 明显减小了界面处硅的形变, 有望提高其作为锂电池负极材料的可逆容量.

English Abstract

参考文献 (30)

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