长链硫化锂Li 2 S 6 和Li 2 S 8 在ZrO 2 表面吸附的第一性原理研究

发布时间：2021-04-20 09:50

　　锂硫电池作为一种较好的储能装置,主要因为其有较高的材料理论比容量和电池理论比能量。并且硫是一种对环境友好的元素,具有低成本和无毒性的特点。尽管具有良好的潜能,但是Li-S电池结构中的隔膜不能很好地抑制多硫化锂在Li-S电池中的穿梭。为了解决这个问题,对隔膜进行改性是简单而且有效的策略。通过隔膜改性其不仅能够有效地抑制穿梭效应,同时隔膜材料也应具有导电能力以及催化活性。因为ZrO₂体系中有丰富的氧空位,是一种良好的固体离子导体,而且其具有较强的催化作用,为此探索将其应用于Li-S电池隔膜中。表面催化反应比较复杂,从理论计算角度去研究可以提高预测ZrO₂作为Li-S电池隔膜对多硫化锂吸附与催化的效率。因此,本文采用第一性原理计算方法研究了多硫化锂Li₂S₆和Li₂S₈在四方晶型t-ZrO₂（010）表面、立方晶型c-ZrO₂（110）表面、单斜晶型m-ZrO₂（-111）表面上吸附构型演变形式、... 

【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 锂硫电池
    1.3 锂硫性能衰减影响因素
        1.3.1 穿梭效应对电池性能衰减的影响
        1.3.2 解决穿梭效应的方法
2的强催化性能与催化机理">    1.4 ZrO₂的强催化性能与催化机理
2的结构与性质">        1.4.1 ZrO₂的结构与性质
2的强催化性能">        1.4.2 ZrO₂的强催化性能
2的离子导体特性">        1.4.3 ZrO₂的离子导体特性
    1.5 目的和意义
2 理论与计算方法
    2.1 理论方法
    2.2 薛定谔方程和密度泛函理论
        2.2.1 薛定谔方程
        2.2.2 密度泛函理论
    2.3 VASP软件包
2S₆在ZrO₂ 表面吸附">3 Li₂S₆在ZrO₂ 表面吸附
    3.1 引言
    3.2 计算方法和模型
    3.3 计算结果与分析
        3.3.1 二氧化锆晶胞
2S₆在t-ZrO₂ 表面的吸附">        3.3.2 Li₂S₆在t-ZrO₂ 表面的吸附
2S₆在c-Zr O₂ 表面的吸附">        3.3.3 Li₂S₆在c-Zr O₂ 表面的吸附
2S₆在m-ZrO₂ 表面的吸附">        3.3.4 Li₂S₆在m-ZrO₂ 表面的吸附
2S₆吸附差分电荷密度">        3.3.5 Li₂S₆吸附差分电荷密度
2S₆bader电荷转移">        3.3.6 Li₂S₆bader电荷转移
2S₆电子结构态密度">        3.3.7 Li₂S₆电子结构态密度
    3.4 本章小结
2S₈在ZrO₂ 表面吸附">4 Li₂S₈在ZrO₂ 表面吸附
    4.1 引言
    4.2 计算方法和模型
    4.3 计算结果与分析
2S₈在t-ZrO₂ 表面的吸附">        4.3.1 Li₂S₈在t-ZrO₂ 表面的吸附
2S₈在c-Zr O₂ 表面的吸附">        4.3.2 Li₂S₈在c-Zr O₂ 表面的吸附
2S₈在m-ZrO₂ 表面的吸附">        4.3.3 Li₂S₈在m-ZrO₂ 表面的吸附
2S₈吸附差分电荷密度">        4.3.4 Li₂S₈吸附差分电荷密度
2S₈bader电荷转移">        4.3.5 Li₂S₈bader电荷转移
2S₈电子结构态密度">        4.3.6 Li₂S₈电子结构态密度
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]下一代锂电池在能源化学工程方面的研究进展[J]. 张学强,赵辰孜,黄佳琦,张强.  Engineering. 2018(06)
[2]锂硫电池的穿梭效应及解决策略[J]. 张文蓝,张静,李合琴.  新材料产业. 2018(09)
[3]基于ZrO2基电解质的电动势法测定合金组元活度现状[J]. 孔令鑫,任佳琦.  科技创新与应用. 2018(17)
[4]TiO2-聚吡咯纳米复合材料的电化学制备及其在锂硫电池中的应用[J]. 赵云,朱文,张丽丽,曹政,崇保和.  材料导报. 2016(20)
[5]微波法制备硫/膨胀石墨复合材料及其锂硫电池性能（英文）[J]. 朱福良,杨志,赵金平,赵薪.  新型炭材料. 2016(02)
[6]稳定化ZrO2超微粉体的制备及其催化CO氧化反应性能[J]. 梁丽萍,党淑娥,高荫本.  复旦学报(自然科学版). 2003(03)
[7]WO3/ZrO2固体强酸催化剂上异丁烷-丁烯烷基化反应的研究Ⅲ.超细ZrO2载体对催化剂性能的影响[J]. 孙闻东,赵振波,刘钰,吴越.  分子催化. 2000(02)
[8]ZrO2酸碱性质的TPD表征──Ⅲ.苯酚和CO2或NH3共吸附[J]. 徐柏庆,山口力.  物理化学学报. 1995(04)
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[10]ZrO2酸碱性质的TPD表征Ⅰ.单组分吸附研究[J]. 徐柏庆,山口力,田部浩三,粱娟,郑禄彬.  物理化学学报. 1994(02)

博士论文
[1]TiO2基复合材料的制备及其在锂硫电池中的应用[D]. 尚小楠.兰州大学 2019

硕士论文
[1]抑制锂枝晶及改善锂负极循环稳定性的研究[D]. 朱佳佳.浙江大学 2019
[2]锂硫电池隔膜修饰与锂硒电池正极设计研究[D]. 邸会芳.吉林大学 2019
[3]锂硫电池隔膜修饰层的多功能设计及其性能研究[D]. 陈国平.华南理工大学 2019
[4]二氧化锆催化甲醇氧化机理的第一性原理研究[D]. 刘婷婷.大连理工大学 2018
[5]氢终止金刚石（001）表面的第一性原理研究[D]. 于洋.吉林大学 2004



本文编号：3149457