長鏈硫化鋰Li 2 S 6 和Li 2 S 8 在ZrO 2 表面吸附的第一性原理研究
發(fā)布時間:2021-04-20 09:50
鋰硫電池作為一種較好的儲能裝置,主要因為其有較高的材料理論比容量和電池理論比能量。并且硫是一種對環(huán)境友好的元素,具有低成本和無毒性的特點。盡管具有良好的潛能,但是Li-S電池結(jié)構(gòu)中的隔膜不能很好地抑制多硫化鋰在Li-S電池中的穿梭。為了解決這個問題,對隔膜進行改性是簡單而且有效的策略。通過隔膜改性其不僅能夠有效地抑制穿梭效應,同時隔膜材料也應具有導電能力以及催化活性。因為ZrO2體系中有豐富的氧空位,是一種良好的固體離子導體,而且其具有較強的催化作用,為此探索將其應用于Li-S電池隔膜中。表面催化反應比較復雜,從理論計算角度去研究可以提高預測ZrO2作為Li-S電池隔膜對多硫化鋰吸附與催化的效率。因此,本文采用第一性原理計算方法研究了多硫化鋰Li2S6和Li2S8在四方晶型t-ZrO2(010)表面、立方晶型c-ZrO2(110)表面、單斜晶型m-ZrO2(-111)表面上吸附構(gòu)型演變形式、...
【文章來源】:內(nèi)蒙古科技大學內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 鋰硫電池
1.3 鋰硫性能衰減影響因素
1.3.1 穿梭效應對電池性能衰減的影響
1.3.2 解決穿梭效應的方法
2的強催化性能與催化機理"> 1.4 ZrO2的強催化性能與催化機理
2的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)"> 1.4.1 ZrO2的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
2的強催化性能"> 1.4.2 ZrO2的強催化性能
2的離子導體特性"> 1.4.3 ZrO2的離子導體特性
1.5 目的和意義
2 理論與計算方法
2.1 理論方法
2.2 薛定諤方程和密度泛函理論
2.2.1 薛定諤方程
2.2.2 密度泛函理論
2.3 VASP軟件包
2S6在ZrO2 表面吸附">3 Li2S6在ZrO2 表面吸附
3.1 引言
3.2 計算方法和模型
3.3 計算結(jié)果與分析
3.3.1 二氧化鋯晶胞
2S6在t-ZrO2 表面的吸附"> 3.3.2 Li2S6在t-ZrO2 表面的吸附
2S6在c-Zr O2 表面的吸附"> 3.3.3 Li2S6在c-Zr O2 表面的吸附
2S6在m-ZrO2 表面的吸附"> 3.3.4 Li2S6在m-ZrO2 表面的吸附
2S6吸附差分電荷密度"> 3.3.5 Li2S6吸附差分電荷密度
2S6bader電荷轉(zhuǎn)移"> 3.3.6 Li2S6bader電荷轉(zhuǎn)移
2S6電子結(jié)構(gòu)態(tài)密度"> 3.3.7 Li2S6電子結(jié)構(gòu)態(tài)密度
3.4 本章小結(jié)
2S8在ZrO2 表面吸附">4 Li2S8在ZrO2 表面吸附
4.1 引言
4.2 計算方法和模型
4.3 計算結(jié)果與分析
2S8在t-ZrO2 表面的吸附"> 4.3.1 Li2S8在t-ZrO2 表面的吸附
2S8在c-Zr O2 表面的吸附"> 4.3.2 Li2S8在c-Zr O2 表面的吸附
2S8在m-ZrO2 表面的吸附"> 4.3.3 Li2S8在m-ZrO2 表面的吸附
2S8吸附差分電荷密度"> 4.3.4 Li2S8吸附差分電荷密度
2S8bader電荷轉(zhuǎn)移"> 4.3.5 Li2S8bader電荷轉(zhuǎn)移
2S8電子結(jié)構(gòu)態(tài)密度"> 4.3.6 Li2S8電子結(jié)構(gòu)態(tài)密度
4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]下一代鋰電池在能源化學工程方面的研究進展[J]. 張學強,趙辰孜,黃佳琦,張強. Engineering. 2018(06)
[2]鋰硫電池的穿梭效應及解決策略[J]. 張文藍,張靜,李合琴. 新材料產(chǎn)業(yè). 2018(09)
[3]基于ZrO2基電解質(zhì)的電動勢法測定合金組元活度現(xiàn)狀[J]. 孔令鑫,任佳琦. 科技創(chuàng)新與應用. 2018(17)
[4]TiO2-聚吡咯納米復合材料的電化學制備及其在鋰硫電池中的應用[J]. 趙云,朱文,張麗麗,曹政,崇保和. 材料導報. 2016(20)
[5]微波法制備硫/膨脹石墨復合材料及其鋰硫電池性能(英文)[J]. 朱福良,楊志,趙金平,趙薪. 新型炭材料. 2016(02)
[6]穩(wěn)定化ZrO2超微粉體的制備及其催化CO氧化反應性能[J]. 梁麗萍,黨淑娥,高蔭本. 復旦學報(自然科學版). 2003(03)
[7]WO3/ZrO2固體強酸催化劑上異丁烷-丁烯烷基化反應的研究Ⅲ.超細ZrO2載體對催化劑性能的影響[J]. 孫聞東,趙振波,劉鈺,吳越. 分子催化. 2000(02)
[8]ZrO2酸堿性質(zhì)的TPD表征──Ⅲ.苯酚和CO2或NH3共吸附[J]. 徐柏慶,山口力. 物理化學學報. 1995(04)
[9]銅基/氧化鋯合成甲醇催化劑的研究進展[J]. 劉源,鐘炳,彭少逸. 天然氣化工. 1995(01)
[10]ZrO2酸堿性質(zhì)的TPD表征Ⅰ.單組分吸附研究[J]. 徐柏慶,山口力,田部浩三,粱娟,鄭祿彬. 物理化學學報. 1994(02)
博士論文
[1]TiO2基復合材料的制備及其在鋰硫電池中的應用[D]. 尚小楠.蘭州大學 2019
碩士論文
[1]抑制鋰枝晶及改善鋰負極循環(huán)穩(wěn)定性的研究[D]. 朱佳佳.浙江大學 2019
[2]鋰硫電池隔膜修飾與鋰硒電池正極設(shè)計研究[D]. 邸會芳.吉林大學 2019
[3]鋰硫電池隔膜修飾層的多功能設(shè)計及其性能研究[D]. 陳國平.華南理工大學 2019
[4]二氧化鋯催化甲醇氧化機理的第一性原理研究[D]. 劉婷婷.大連理工大學 2018
[5]氫終止金剛石(001)表面的第一性原理研究[D]. 于洋.吉林大學 2004
本文編號:3149457
【文章來源】:內(nèi)蒙古科技大學內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 鋰硫電池
1.3 鋰硫性能衰減影響因素
1.3.1 穿梭效應對電池性能衰減的影響
1.3.2 解決穿梭效應的方法
2的強催化性能與催化機理"> 1.4 ZrO2的強催化性能與催化機理
2的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)"> 1.4.1 ZrO2的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
2的強催化性能"> 1.4.2 ZrO2的強催化性能
2的離子導體特性"> 1.4.3 ZrO2的離子導體特性
1.5 目的和意義
2 理論與計算方法
2.1 理論方法
2.2 薛定諤方程和密度泛函理論
2.2.1 薛定諤方程
2.2.2 密度泛函理論
2.3 VASP軟件包
2S6在ZrO2 表面吸附">3 Li2S6在ZrO2 表面吸附
3.1 引言
3.2 計算方法和模型
3.3 計算結(jié)果與分析
3.3.1 二氧化鋯晶胞
2S6在t-ZrO2 表面的吸附"> 3.3.2 Li2S6在t-ZrO2 表面的吸附
2S6在c-Zr O2 表面的吸附"> 3.3.3 Li2S6在c-Zr O2 表面的吸附
2S6在m-ZrO2 表面的吸附"> 3.3.4 Li2S6在m-ZrO2 表面的吸附
2S6吸附差分電荷密度"> 3.3.5 Li2S6吸附差分電荷密度
2S6bader電荷轉(zhuǎn)移"> 3.3.6 Li2S6bader電荷轉(zhuǎn)移
2S6電子結(jié)構(gòu)態(tài)密度"> 3.3.7 Li2S6電子結(jié)構(gòu)態(tài)密度
3.4 本章小結(jié)
2S8在ZrO2 表面吸附">4 Li2S8在ZrO2 表面吸附
4.1 引言
4.2 計算方法和模型
4.3 計算結(jié)果與分析
2S8在t-ZrO2 表面的吸附"> 4.3.1 Li2S8在t-ZrO2 表面的吸附
2S8在c-Zr O2 表面的吸附"> 4.3.2 Li2S8在c-Zr O2 表面的吸附
2S8在m-ZrO2 表面的吸附"> 4.3.3 Li2S8在m-ZrO2 表面的吸附
2S8吸附差分電荷密度"> 4.3.4 Li2S8吸附差分電荷密度
2S8bader電荷轉(zhuǎn)移"> 4.3.5 Li2S8bader電荷轉(zhuǎn)移
2S8電子結(jié)構(gòu)態(tài)密度"> 4.3.6 Li2S8電子結(jié)構(gòu)態(tài)密度
4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]下一代鋰電池在能源化學工程方面的研究進展[J]. 張學強,趙辰孜,黃佳琦,張強. Engineering. 2018(06)
[2]鋰硫電池的穿梭效應及解決策略[J]. 張文藍,張靜,李合琴. 新材料產(chǎn)業(yè). 2018(09)
[3]基于ZrO2基電解質(zhì)的電動勢法測定合金組元活度現(xiàn)狀[J]. 孔令鑫,任佳琦. 科技創(chuàng)新與應用. 2018(17)
[4]TiO2-聚吡咯納米復合材料的電化學制備及其在鋰硫電池中的應用[J]. 趙云,朱文,張麗麗,曹政,崇保和. 材料導報. 2016(20)
[5]微波法制備硫/膨脹石墨復合材料及其鋰硫電池性能(英文)[J]. 朱福良,楊志,趙金平,趙薪. 新型炭材料. 2016(02)
[6]穩(wěn)定化ZrO2超微粉體的制備及其催化CO氧化反應性能[J]. 梁麗萍,黨淑娥,高蔭本. 復旦學報(自然科學版). 2003(03)
[7]WO3/ZrO2固體強酸催化劑上異丁烷-丁烯烷基化反應的研究Ⅲ.超細ZrO2載體對催化劑性能的影響[J]. 孫聞東,趙振波,劉鈺,吳越. 分子催化. 2000(02)
[8]ZrO2酸堿性質(zhì)的TPD表征──Ⅲ.苯酚和CO2或NH3共吸附[J]. 徐柏慶,山口力. 物理化學學報. 1995(04)
[9]銅基/氧化鋯合成甲醇催化劑的研究進展[J]. 劉源,鐘炳,彭少逸. 天然氣化工. 1995(01)
[10]ZrO2酸堿性質(zhì)的TPD表征Ⅰ.單組分吸附研究[J]. 徐柏慶,山口力,田部浩三,粱娟,鄭祿彬. 物理化學學報. 1994(02)
博士論文
[1]TiO2基復合材料的制備及其在鋰硫電池中的應用[D]. 尚小楠.蘭州大學 2019
碩士論文
[1]抑制鋰枝晶及改善鋰負極循環(huán)穩(wěn)定性的研究[D]. 朱佳佳.浙江大學 2019
[2]鋰硫電池隔膜修飾與鋰硒電池正極設(shè)計研究[D]. 邸會芳.吉林大學 2019
[3]鋰硫電池隔膜修飾層的多功能設(shè)計及其性能研究[D]. 陳國平.華南理工大學 2019
[4]二氧化鋯催化甲醇氧化機理的第一性原理研究[D]. 劉婷婷.大連理工大學 2018
[5]氫終止金剛石(001)表面的第一性原理研究[D]. 于洋.吉林大學 2004
本文編號:3149457
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