鋰金屬作為電極材料一直備受人們關(guān)注,具有相對較高的能量密度的鋰硫電池系統(tǒng)更是人們研究的熱點,研究表明固體電解質(zhì)界面（SEI）的性能直接影響著Li金屬負(fù)極的性能,本文采用了基于密度泛函理論的第一性原理計算方法,研究了固體電解質(zhì)膜中主要無機(jī)成分LiF、LiCl、LiBr,以期望通過計算方法找到改善SEI性能的可行性方法。優(yōu)化了表面及體相結(jié)構(gòu),計算了吸附能,空位能,電荷差分密度、Bader及機(jī)械強(qiáng)度,采用彈性能帶（NEB）方法模擬Li原子在結(jié)構(gòu)中的擴(kuò)散輸運行為。本文主要包含以下幾部分內(nèi)容:Li原子在均勻LiHa（F、Cl、Br）-SEI（001）（111）表面的吸附、擴(kuò)散行為;Li原子在非均勻LiHa-SEI鹵化鋰（001）表面上Ha2-Li2島嵌脫行為,及Ha2-Li3島結(jié)構(gòu)的演變行為;LiF-SEI及La摻雜LiF/La-SEI的機(jī)械強(qiáng)度計算,Li原子在LiF/La-SEI中的輸運計算及拉伸應(yīng)力對輸運過程的影響。分析計算的結(jié)果得到以下幾個結(jié)論。（1）Li原子在LiHa（001）表面Ha頂位（OTHa）的吸附能要大于其余位置（OTLi、BR、HL）的吸附能,計算了不同基底高對稱位的Bade... 

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 鋰硫電池簡介
        1.1.2 鋰硫電池反應(yīng)原理
        1.1.3 鋰硫電池存在問題
    1.2 Li負(fù)極存在的問題及固體電解質(zhì)界面介紹
        1.2.1 Li負(fù)極存在問題
        1.2.2 固體電解質(zhì)膜(SEI)概述
    1.3 SEI改性研究現(xiàn)狀
    1.4 存在問題
    1.5 研究的意義及內(nèi)容
        1.5.1 研究的意義
        1.5.2 研究的內(nèi)容
2 理論及研究方法
    2.1 第一性原理理論基礎(chǔ)
        2.1.1 近似計算
        2.1.2 密度泛函理論
    2.2 VASP軟件介紹
    2.3 計算方法
        2.3.1 彈性能帶法(NEB)
        2.3.2 理想強(qiáng)度
3 Li原子在LiHa表面和LiHa島上的吸附擴(kuò)散及電學(xué)性質(zhì)
    3.1 基礎(chǔ)計算
    3.2 鋰原子在鹵化鋰(001)表面的吸附遷移
        3.2.1 Li原子在LiHa(Ha=F、Cl、Br)(001)表面的吸附
        3.2.2 吸附的電荷轉(zhuǎn)移分析
        3.2.3 Li原子在LiHa(001)表面的擴(kuò)散行為
    3.3 鋰原子在鹵化鋰(111)表面的吸附擴(kuò)散
        3.3.1 Li原子在LiHa(111)表面的吸附
        3.3.2 吸附的電荷轉(zhuǎn)移分析
        3.3.3 Li原子在LiHa(111)表面的擴(kuò)散行為
    3.4 Li原子在鹵化鋰Ha2-Li3 島上的嵌脫過程
        3.4.1 計算模型
        3.4.2 Ha2-Li3 島在LiHa(001)表面吸附計算
        3.4.3 Ha2-Li3 島在LiHa(001)表面構(gòu)型的演變
    3.5 小結(jié)
4 稀土La摻雜LiF-SEI結(jié)構(gòu)離子輸運及機(jī)械強(qiáng)度
    4.1 稀土摻雜LiF-SEI結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    4.2 LiF-SEI及 LiF/La-SEI機(jī)械強(qiáng)度計算
        4.2.1 計算結(jié)構(gòu)
        4.2.2 LiF-SEI及 LiF/La-SEI結(jié)構(gòu)機(jī)械強(qiáng)度
    4.3 LiF/La-SEI中 Li離子輸運
        4.3.1 計算結(jié)構(gòu)
        4.3.2 空位形成能計算
        4.3.3 Li原子在LiF/La-SEI空位中的輸運行為
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
索引
在學(xué)研究成果
致謝



本文編號：3700073