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引用本文格式: Wang Yun-Ting,Liang Xing-Hua,Wu Qiu-Man,Liang Lun,Wang Yu-Jiang,Lan Ling-Xiao. First-principle study on Mg-doped LiMn2O4 [J]. J. At. Mol. Phys., 2019, 36: 1019 (in Chinese) [王云婷,梁兴华,吴秋满,梁伦,王玉江,蓝凌霄. Mg2+掺杂锰酸锂的第一性原理研究 [J]. 原子与分子物理学报, 2019, 36: 1019]
 
Mg2+掺杂锰酸锂的第一性原理研究
First-principle study on Mg-doped LiMn2O4
摘要点击 54  全文点击 6  投稿时间:2018-12-05  修订日期:2018-12-30
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DOI编号   
中文关键词   第一性原理  锂离子电池  尖晶石LiMn2O4  能带结构
英文关键词   first principle  lithium ion battery  Spinel LiMn2O4  energy band structure
基金项目   广东省科学院实施创新驱动发展能力建设专项资金(2017GDAS CX-0202);广西汽车零部件与整车技术重点实验室自主研究课题(2017GKLACVTZZ04);广西科技大学研究生教育创新计划项目(YCSW2018202)
作者单位E-mail
王云婷 广西科技大学 1098224732@qq.com 
梁兴华 广西科技大学 309602373@qq.com 
吴秋满 广西科技大学 630681803@qq.com 
梁伦 广西科技大学  
王玉江 广西科技大学 3060083680@qq.com 
蓝凌霄 广西科技大学 904204647@qq.com 
中文摘要
    利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法对Mg2+掺杂锰酸锂的晶格常数与能带结构、 态密度、 键布居进行计算和分析,计算结果表明: 掺杂Mg2+后将会促使Mn、 O原子的电荷重新分布且其相互作用加强, 能带带隙减小, 费米能级附近的带数增加, 费米能由-1.29eV增加到-1.02eV, Mn、 O、 Mg在总态密度中贡献比较大, 锂离子贡献比较小且峰型尖锐局域化严重, 提高了Li+的扩散效率, Mn—O键变短, 共价性增强, 形成的共价键较稳定, 其相互作用形成的骨架较稳定不易坍塌。 从而提高了材料的循环充放电性能和电池使用寿命。
英文摘要
    By means of the first-principles plane wave supersoft pseudopotential method based on density functional theory, the lattice constant and band structure, density of states and bond population of Mg2+ doped lithium manganate were calculated and analyzed. The calculation results show that after doping Mg2+, the charges of Mn and O atoms will be redistributed and the interaction between them. The band gap will be reduced but the number of bands near the Fermi level will increase, and the Fermi energy will increase from -1.29 eV to -1.02 eV. The O and Mn atoms contributes a lot in the total density of states, the contribution of lithium ions is relatively small and the peak type is sharp and localized, which increases the diffusion efficiency of Li+, the Mn-O bond becomes shorter, the covalence is enhanced, and the covalent formation is formed. The bond is relatively stable, and the skeleton formed by the interaction is relatively stable and is not easy to collapse, thereby improving the cycle charge and discharge performance of the material and the battery life.

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