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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
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[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)
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[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)
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[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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