编号：NMJS08667
篇名：锰酸锂掺杂Fe和Co的性质的第一性原理计算
作者：陆远 王继芬 谢华清
关键词： LiMn2O4尖晶石氧化物 第一性原理计算 JAHN-TELLER效应 Fe/Co掺杂 电压
机构： 上海第二工业大学资源与环境工程学院
摘要： 文章基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了LiMn2O4电池材料在掺杂Fe和Co离子时的电子结构和电化学性能.发现Fe\Co取代Mn3+在热力学上是会更加稳定,提升电化学性能.掺杂Fe后,LiMn2O4电池材料晶格参数减小(约0.3%);掺杂Co后,LiMn2O4电池材料晶格参数减小(约0.5%).这两种掺杂方式让与之相邻的Mn3+被氧化成Mn4+,从而降低了Jahn-Teller畸变情况产生可能性.对于掺Fe尖晶石型锰酸锂(Li8Mn15FeO32),Mn环境中的Li离子会更容易被提取,第一次放电电压从原来的3.7 V增加至4.623 V;对于掺Co尖晶石型锰酸锂(Li8Mn15CoO32),第一次放电电压从原来的3.7 V增加至4.101 V.研究为锂电池电容量研究提供理论数据的参考.
