石墨烯/金屬氧化物納米復(fù)合材料被廣泛應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極材料。實(shí)驗(yàn)研究表明石墨烯和金屬氧化物通常會(huì)表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng),如產(chǎn)生超過(guò)理論比容量的額外容量等,其中石墨烯/金屬氧化物界面起著至關(guān)重要的作用;此外摻雜后,石墨烯/金屬氧化物通常表現(xiàn)出更加優(yōu)異的電化學(xué)性能�？紤]到多數(shù)金屬氧化物在充放電循環(huán)中產(chǎn)生氧化鋰而形成石墨烯/氧化鋰界面,本論文采用第一性原理計(jì)算了系統(tǒng)研究了石墨烯/氧化鋰的界面儲(chǔ)鋰行為及摻雜效應(yīng),探究了石墨烯/金屬氧化物的儲(chǔ)理機(jī)制。通過(guò)對(duì)比鋰原子在石墨烯表面和氧化鋰表面上的吸附,發(fā)現(xiàn)鋰原子在石墨烯/氧化鋰界面處的吸附呈現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng),而產(chǎn)生界面儲(chǔ)鋰,增加體系的儲(chǔ)鋰容量。摻雜原子可以調(diào)控石墨烯的物理化學(xué)性能,而影響摻雜石墨烯/氧化鋰復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能。B和N摻雜分別導(dǎo)致p型摻雜和n型摻雜,而增強(qiáng)和減弱界面儲(chǔ)鋰能力。O摻雜和S摻雜會(huì)引起石墨烯中電子態(tài)的局域化,導(dǎo)致界面對(duì)鋰原子子吸附能力的增加,而摻雜原子與碳原子電負(fù)性的差別影響鋰原子的擴(kuò)散行為。摻雜石墨烯中電子態(tài)的局域化和摻雜原子的電負(fù)性這兩方面的共同作用使得O摻雜石墨烯/氧化鋰具有最大的界面儲(chǔ)鋰容量;而S摻雜不僅使... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池的工作原理圖

圖 1-2 石墨烯/氧化鎳負(fù)極材料額外容量的示意圖[34]. 1-2 Sketch map of extra capacity of Graphene/NiO anode mater的理論研究材料學(xué)的發(fā)展，原先通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試和表征不能涉及的利用基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算建立相應(yīng)的鋰離子電池負(fù)極材料界面儲(chǔ)鋰的機(jī)制。界面儲(chǔ)鋰機(jī)制種儲(chǔ)存機(jī)制不同于正常的法拉第擴(kuò)散控制的電荷存儲(chǔ)料表層或者近表層界面處的可逆化學(xué)反應(yīng)。負(fù)極材大的界面能，存在的贗電容電荷存儲(chǔ)機(jī)理在研究額外視的。首次利用第一性原理計(jì)算對(duì)界面儲(chǔ)鋰機(jī)制展開(kāi)人[42]，通過(guò)建立 Ti 和 Li2O 組成的界面模型，在界外容量可以被儲(chǔ)存在金屬/Li2O 的納米界面中。Hass

圖 1-3 石墨烯/TiO2的電壓-容量曲線[43] Schematic illustration of the discharge process of graphen究意義和主要內(nèi)容氧化物納米復(fù)合材料被廣泛應(yīng)用于鋰離子電池和金屬氧化物通常會(huì)表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)，如產(chǎn)生超中石墨烯/金屬氧化物界面起著至關(guān)重要的作用作為一種清潔高效化學(xué)電源，其發(fā)展和物理學(xué)、來(lái)，基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算，已經(jīng)應(yīng)和評(píng)價(jià)等諸多方面，并且取得了許多突破性的進(jìn)核心技術(shù)。擬采用第一性原理方法模擬計(jì)算鋰原子在石墨烯

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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