含空位和杂质缺陷的LiFePO_4电子结构的第一性原理计算

作     者：徐程浩 王莉 何向明 尚玉明 Xu Chenghao;Wang Li;He Xiangming;Shang Yuming

作者机构：清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084 江苏华东锂电技术研究院江苏张家港215600 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(2011CB935902 2013CB934000) 科技部国际科技合作项目(2014DFG71590)资助 

出 版 物：《化学通报》 (Chemistry)

年 卷 期：2016年第79卷第5期

页      码：412-417页

摘      要：采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了含空位和杂质缺陷的LiFePO_4电子结构,通过能带、态密度、布居分布分析,阐明缺陷及阴离子掺杂对材料电化学性能的影响,为LiFePO_4的结构设计和实验研究提供理论基础。结果表明,Li、Fe和O空位型缺陷对LiFePO_4的带型变化影响较小,禁带中无新的导带,禁带宽度有一定程度缩小,有利于电子的传导,但总能量上升,造成结构的不稳定性,在实际高温制备过程中,可能产生少量杂相,影响LiFePO_4正极材料的电化学性能;P空位缺陷对LiFePO_4的带型影响同样较小,但在禁带中产生了两条新的导带,禁带宽度明显变窄,有利于电子的传导,虽然总能量上升,造成结构的不稳定性,但在实际高温制备过程中,可能产生微量有利于电化学性能的杂相;F掺杂LiFePO_4的带型出现了明显的变化,半导体类型由p型转变为n型,极大地促进了电子的导电性,总能量下降,结构稳定,对LiFePO_4正极材料的电化学性能有正面的影响。

主 题 词：LiFePO4 分子模拟 电化学 纳米材料 空位缺陷 能带结构 态密度 布居分布 

学科分类：081704[081704] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 0703[理学-化学类] 070301[070301] 

核心收录：

D　O　I：10.14159/j.cnki.0441-3776.2016.05.005

馆 藏 号：203536341...