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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]

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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

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

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    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]

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    [19] 吕泉, 黄伟其, 王晓允, 孟祥翔. Si(111)面上氮原子薄膜的电子态密度第一性原理计算及分析. 物理学报, 2010, 59(11): 7880-7884. doi: 10.7498/aps.59.7880
    [20] 邓娇娇, 刘波, 顾牡, 刘小林, 黄世明, 倪晨. 伽马CuX(X=Cl,Br,I)的电子结构和光学性质的第一性原理计算. 物理学报, 2012, 61(3): 036105. doi: 10.7498/aps.61.036105
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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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