镁离子电池正极材料VS4掺杂改性的第一性原理研究

作者：胡传珠; 邹建新^*; 丁文江

来源：原子与分子物理学报, 2021, 38(01): 158-163.

DOI：10.19855/j.1000-0364.2021.016007

• 镁离子电池
• 阳离子掺杂
• 第一性原理
• 态密度

阳离子掺杂能够有效提高材料的电化学性能,而对掺杂材料结构和电化学性质的研究能从理论上解释产生这种变化的原因.本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了过渡族金属掺杂的镁离子电池正极材料TM0.125V0.875S4(TM=Mo、Fe、Co、Ni)的几何和电子结构变化,计算结果显示:通过采用范德华力修正的GGA+vdw-DF方法,获得了和实验结果相一致的晶格常数.阳离子掺杂后,a轴和b轴晶格常数减小,而c轴晶格常数增大.电子态密度分析表明离子掺杂能够有效降低带隙,提高材料的电子电导率.通过对镁离子扩散进行微动弹性带(NEB)计算,发现Fe掺杂能够有效降低扩散能垒,提高材料的离子迁移率.

• 单位
  上海交通大学