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Li嵌入Mg2Ge的反应次序和电子结构变化
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O613.71[理学—无机化学;理学—化学] P642.14[天文地球—工程地质学;天文地球—地质矿产勘探;天文地球—地质学]
  • 作者机构:[1]集美大学物理系,厦门361021, [2]厦门大学物理系,厦门361005, [3]厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室,厦门361005
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:10774124)、国家重点基础研究发展规划(批准号:2007CB209702)和福建省自然科学基金(批准号:E0410025)资助的课题.
中文摘要:

Mg2Ge有望成为新的锂离子电池负极材料.使用基于平面波展开的第一性原理赝势法,计算并得到了Li嵌入Mg2Ge负极材料时的反应次序.Li首先占据其中的间隙位置,占满间隙位置后随着嵌Li量的进一步增加,Li将逐步替位Mg2Ge中一半的Mg位置,直到生成Li2MgGe.计算结果表明,在整个嵌Li过程中主体材料的体积先膨胀后收缩,体积胀缩量很大,这是导致Mg2Ge作为锂离子电池电极材料循环性能较差的重要原因.对材料电子结构的分析表明,随着Li嵌入量的增加,主体材料发生了从半导体性到金属性、又到半金属性的转化.

英文摘要:

Mg2Ge is a promising new anode material for lithium ion batteries.The ab initio pseudopotential method with the plane wave expansion of the crystal wave function was employed to study the lithiation properties of anode material Mg2Ge.The reaction sequence of lithiation in Mg2Ge have been calculated.It was found that Li ions firstly occupy the interstitial sites until the interstitial sites are full,and then substitute the Mg sites until half of the Mg sites are replaced to form the phase of Li2MgGe.The calculation results also show that the crystal volume firstly expands and then shrinks as the number of Li ions increases.The changes of crystal volume are very big during the whole process which is the cause of bad cycle performance of the material.The electronic structures are also analyzed,which indicates that the host material changes from semiconducting to metallic then to semiconducting with the increase of Li intercalations.

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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