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 专利、报告等 磷酸锰铁锂正极材料的第一性原理 |
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专辑： 工程科技Ⅱ辑 专题： 电力工业 分类号： TM912
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| 其它 | 磷酸锰铁锂(LiMn1-xFexPO4， LMFP)具有高能量密度、低成本、高安全等优势，是新一代锂电正极材料。目前LMFP处于产业化前夕，其面临的主要问题包括电子电导率偏低、倍率性能不足以及对高温的敏感性等问题，锰铁比的优化对于改善以上问题至关重要。但是常规实验方法对锰铁比例的研究受限于实际条件，很难准确调控单因素变量，因此结果通常重复性差，无法确定最佳的锰铁比例。本研究从第一性原理出发，通过对原子结构的密度泛函理论DFT计算，得到不同锰铁比下LMFP的晶格常数、形成能、脱/嵌锂电位、扩散势垒和能带结构等参数，方法可靠。通过对以上参数的对比分析，确定了最佳锰铁比范围。结果表明，以铁掺杂量x表示锰铁比，其最佳范围在0.2≤x≤0.4，此时LMFP的结构稳定性最好，同时又可以保持较高的能量密度；形成能的结果表明，磷酸铁锂和磷酸锰锂不易形成完全固溶体；磷酸铁锂(LiFePO4)的扩散势垒最低，为0.506 eV，说明在磷酸铁锂中掺杂锰增加了锂离子的扩散难度。同时计算得到的结构参数也为LMFP后续的实验研究提供了有力的微观结构理论依据。 |
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