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1、基于考慮了Fe-3d電子間的庫侖作用U和交換作用J的GGA+U方案,應(yīng)用第一性原理計(jì)算系統(tǒng)研究了LiFePO4的晶格動力學(xué)性質(zhì)。我們計(jì)算并分析了玻恩有效電荷張量、布里淵區(qū)中心的聲子頻率和聲子色散曲線。玻恩有效電荷張量顯示各向異性,佐證了LiFePO4中鋰離子沿一維通道[010]方向遷移的機(jī)理。布里淵區(qū)中心點(diǎn)聲子頻率的計(jì)算值和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得比較好。
應(yīng)用第一性原理計(jì)算系統(tǒng)研究了LiFePO4的對位缺陷,以及對位缺陷的形
2、成對材料的電導(dǎo)率和離子擴(kuò)散速率的影響。結(jié)果表明,Li/Fe交換缺陷是最容易形成的,形成缺陷后的Fe-O鍵變長,擴(kuò)寬了鋰離子傳輸通道,有利于鋰離子在通道中的擴(kuò)散,對材料電化學(xué)性能的改善起到了一定的作用。
應(yīng)用第一性原理計(jì)算系統(tǒng)研究了具有Mg摻雜Li和Fe位的LiFePO4材料的原子和電子結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示,Mg更容易摻雜到LiFePO4的Fe位,進(jìn)而形成新的LiFe1-yMgyPO4固溶體,可以很好地提高LiFePO4的離子電導(dǎo)
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