镁基复杂氢化物作为转换反应型储锂材料的第一性原理设计

发布时间：2024-01-28 21:15

　　随着环境的变化与化石燃料的消耗,当今社会对于绿色能源的需求越来越大。能源问题引起了世界范围内专家学者的关注,寻找新的绿色能源已经成为当今世界的重要问题之一。近年来,太阳能、风能等可再生能源的研究取得了快速的发展,而新能源从诞生到广泛应用往往需要一个漫长的周期。在这个漫长的时期内,相应的先进能量存储技术显得尤为重要。锂离子电池技术即是其中的代表之一。发展至今,传统的嵌入式电极反应机制在一定程度上限制了储锂材料的进一步发展。随着Oumellal等人实验首次发现MgH2等新型转换反应型锂离子电池储锂材料,具有更丰富化学键种类及潜在掺杂效应的复杂氢化物(相比简单氢化物而言)日益受到关注。在本文中,基于第一性原理方法,我们首次针对镁基复杂氢化物作为转换反应型储锂材料进行了计算筛选及设计,在材料基因组新兴范式的背景下力图为该领域的实验研究者提供深入的指导和设计依据。本文主要研究内容如下:(1)Mg2NiH4及其掺杂体系作为转换反应型储锂材料的第一性原理设计首先计算了不同掺杂元素(Li、Na、Al、Si、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Co)分别在四个掺杂位点的形成能,根据形成能的大小来判定每种掺杂元素...

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图１．１锂离子电池工作原理示意图［２（）ｉ??锂离子电池工作原理如图ｌ．ｉ所示

图１．２?ａ、ｂ、ｃ分别为通过研磨制备的Ｍｇ２ＦｅＨ６，?Ｍｇ２ＣｏＨ５和Ｍｇ２ＮｉＨ４电极电势图

图2-1鹰势法示意图因

图３．１?Ｍｇ２ＮｉＨ４低温相晶体结构??图３．１所示为Ｍｇ２ＮｉＨ４低温相晶体结构，绿色原子为Ｍｇ原子，蓝色原子为??

本文编号：3887785