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摘要
采用基于密度泛函理论的第一性原理研究锂离子电池正极材料LiFePO4掺杂Ni和Mg的电子结构。结果表明:Ni氧化物的电子结构和能量性质受d轨道中电子影响,用于掺杂改性时,结构稳定,带隙降低使电子电导率增加,充放电速率提高;Mg掺杂改性时,当掺杂在Li位时,带隙和总能均降低,同时Li离子的扩散运动也提高,有利于改性,而在Fe位掺杂时,费米面附近Fe-d轨道中电子影响能带,使带隙增加,不利于电子电导,键的布居分析也表明Li—O共价性增强,不利于离子扩散,即不利于改性。因此,通过掺杂可对LiFePO4的微观结构产生影响,从而影响其电化学性能,但这种微观结构主要受d轨道中电子运动对费米面附近能带的影响,而与掺杂离子的化合价和半径无关。
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单位哈尔滨工业大学深圳研究生院
