掺杂锂电池正极材料的第一性原理研究

作者：叶盼; 霍德璇; 陈许敏^*; 程杰; 胡旖航

来源：杭州电子科技大学学报(自然科学版), 2022, 42(02): 78-85.

DOI：10.13954/j.cnki.hdu.2022.02.012

• 第一性原理
• Li2MnSiO4
• 掺杂

为提高Li2MnSiO4导电性和结构稳定性，采用第一性原理广义梯度近似GGA+U的方法，构建并分析LixMnyM1-ySiO4(x=2,1,0;y=0.5,1;M=Ni, Ti, Ce)结构的形成能、脱锂结构稳定性和电子态密度。研究发现，Li2MnSiO4的带隙为3.44 eV,导电性能差，掺杂结构Li2Mn0.5Ti0.5SiO4,Li2Mn0.5Ce0.5SiO4和Li2Mn0.5Ni0.5SiO4分别呈现半导体特性、金属性和半金属性质，掺杂后导电性能得到改善。Li2Mn0.5Ti0.5SiO4,Li2Mn0.5Ce0.5SiO4一次脱锂后的体积分别减小了8.05%和7.93%,脱锂相结构稳定性不足，而Li2Mn0.5Ni0.5SiO4一次脱锂后体积只减小2.98%,脱锂相结构较稳定，说明掺杂Ni是提升Li2MnSiO4导电性和结构稳定性的有效方法。

• 单位
  杭州电子科技大学