隨著材料應(yīng)用環(huán)境的日益復(fù)雜,材料服役性能的實驗測試變得越來越困難。而對材料性能的要求不斷提高,對材料的理解在空間尺度不斷變小,特別是在原子尺度上,依靠實驗研究已無法滿足現(xiàn)代新材料科學(xué)快速發(fā)展的需要。隨著計算機運算力的提升和計算方法的發(fā)展,理論計算在一定程度上解決了材料學(xué)所面臨的難題——即從原子尺度上深刻的理解材料的熱力學(xué)和動力學(xué)。顯然鋰離子電池材料的研究便是其中之一。局域密度近似的密度泛函理論（Density Functional Theory,DFT）在過去被證實為計算模擬中最為實用的方法之一,可以很好的解釋鋰離子電池材料熱力學(xué)和動力學(xué)方面的問題,但其計算結(jié)果與實際相比仍然存在一定誤差。例如,DFT計算的是基于波恩-奧本海默（B.O.）近似（絕熱近似）,計算過程中只考慮了電子與原子核的相互作用,而忽略了原子核之間的相互作用,因而不能很好的描述具有很強分子間相互作用的現(xiàn)象。本文利用DFT-vdW在密度泛函理論的基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮分子間的相互作用,研究了鋰離子電池材料計算的誤差問題,選擇了范德瓦爾斯（van der Waals,vdW）作用和固體材料晶格動力學(xué)及熱力學(xué)作為對象,評估了鋰離子... 

【文章來源】：江西師范大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 計算材料學(xué)介紹
    1.2 鋰離子電池簡介
    1.3 本論文研究內(nèi)容及意義
第2章 計算方法與晶格振動理論基礎(chǔ)簡介
    2.1 第一性原理簡介
        2.1.1 絕熱近似和Hartree-Fock方法
        2.1.2 密度泛函理論
    2.2 VASP軟件包
    2.3 晶格振動的理論基礎(chǔ)及模擬計算
        2.3.1 晶格振動的理論基礎(chǔ)
        2.3.2 晶格振動譜的模擬計算
    2.4 七種vdW函數(shù)介紹
        2.4.1 D2
        2.4.2 D3
        2.4.3 D3bj
        2.4.4 dDsC
        2.4.5 TS
        2.4.6 TSHI
        2.4.7 TSSCS
第3章 聲子色散曲線計算誤差評估
    3.1 計算方法與模擬
    3.2 一維單原子鏈的聲子色散曲線
    3.3 一維雙原子鏈的聲子色散曲線
    3.4 熱力學(xué)性質(zhì)
    3.5 Li的聲子色散曲線
    3.6 本章總結(jié)
第4章 第一性原理探究鋰離子電池中鋰的范德瓦爾斯作用
    4.1 計算方法與模擬
    4.2 LiCoO_2中Li的范德瓦爾斯相互作用
    4.3 鋰硅合金(Li_1Si_1/Li_2Si_1/Li_7Si_2)中Li的范德瓦爾斯相互作用
    4.4 石墨烯/硅烯中Li的范德瓦爾斯相互作用
    4.5 LixC_6中Li的范德瓦爾斯相互作用
    4.6 本章總結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間公開發(fā)表論文(著)及科研情況



本文編號：3200809