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应变对层状锰系锂离子电池正极材料输出电压的影响
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM912[电气工程—电力电子与电力传动]
  • 作者机构:[1]中国科学院上海硅酸盐研究所,高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室,上海200050
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:50825205)资助的课题.
中文摘要:

利用第一性原理方法系统研究了不同应变模式对LiMn02和Li2Mn03输出电压的影响,建立了输出电压与弹性常数及应变之间的关系.发现所有应变对输出电压都是降低的,且应变效应是各向异性的.大部分的单轴应变5%时对输出电压的降低都小于0.1v由于层状的电极材料层间的键合作用较弱,且受脱锂后形成的锂空位影响较大,当从锂层脱出锂时,垂直于层方向的应变对输出电压影响较大;而对Li2Mn03系统从过渡金属层中脱锂时,平行于层的应变对输出电压影响更大.Li2Mn03骨架支撑的层状固溶体系中,应变使高电压充电阶段的电压维持在截断电压之下,并打开过渡金属层中锂的迁移通道,产生较为持久的充电而可能获得较大的充电容量.

英文摘要:

The strain effects on the intercalation potentials of LiMnO2 and Li2MnO3 are investigated by the first principles method, and the relationship between the intercalation potential and the strain is given in the form of elastic response. All the modes of strain reduce the intercalation potential and the effect is anisotropic. Most of the single modes reduce the potential by less than 0.1 V when the strains are 5%. The bonding between the host layers is rather sensitive to the strain perpendicular to the host layer when the lithium vacancy left by lithium extraction is in the lithium layer, thus that strain brings more reduction to the intercalation potential; whereas for the Li2MnO3 system when lithium is extracted form the transition metal layer, the strain along the host layer brings more reduction to the potential. For the Li2MnOa-stabilized LiMO2 (M = Mn, Ni, Co) solid solution system, the strain can keep the voltage of the high potential charging stage lower than the cut-off voltage, and open up the migrating pathway of lithium in the transition metal layer, therefore the charging can last a long time and larger charging capacity is achieved.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876