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《嵌鋰石墨負(fù)電極充放電機(jī)制及電化學(xué)特性的理論研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文嵌鋰石墨負(fù)電極充放電機(jī)制及電化學(xué)特性的理論研究姓名：唐前林申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：化學(xué)物理化學(xué)指導(dǎo)教師：黃宗浩2003.5.1摘要錘離子二次壤波是盛溺幫開笈蘺景最好漿～靜電源，改善鞫攥離理燕至電邋的電化學(xué)性能關(guān)鍵是選取充放電性能良好的負(fù)極材料。嵌鏗囂鬟(Lithiumimercalatedgraphite，LIG>就是瓣前天翻關(guān)注最多鵑一種負(fù)極材料，更避～步探究嵌鏹石墨充放電的內(nèi)在機(jī)制迫在眉掇。零文采愆簇模型并鞭瑤量予位學(xué)等方法搽究了嵌鏗石墨寵赦電瓠鍛、性能和與嵌鋰石墨結(jié)構(gòu)間的關(guān)系
2、，為負(fù)極材料的研制、改性及應(yīng)用提供棗考霧}設(shè)詩漿理論依據(jù)。／文獻(xiàn)報(bào)道嵌鋰石墨嵌脫鋰離子及充放電機(jī)制只停留在電解液與鋰離子在憊毅表露幫邀掇材料聞螫榻互饞瘸。我們輔瑁了姨頭算(Abinilio)和密度泛溺理論(DFT)兩種方法模擬了嵌鋰石墨負(fù)電極材料的充放電過程。邋遵鎂扶器墨表巍漩入到磊墨體痰蕊整令遺程懿勢麓麗掃描，我們發(fā)現(xiàn)，鋰離子在石爨碳層間嵌脫的過程就是鏹離予電池充放電過程。計(jì)算縫果顯示，鋰離子嵌入碳層懿過程中露時(shí)伴隧罄鍵和石墨闖靛生電荷連續(xù)轉(zhuǎn)移，同時(shí)石墨碳滕難積方式由AAAA型焱為ABAB型，二者協(xié)同進(jìn)
3、行，最終嵌鍵石墨糨對(duì)于鏹在石墨襲面體系較穩(wěn)定。ItF／6，31G*水平和B3LYP／6*3IG*永平分剮給出嵌餒石鍪充電時(shí)儲(chǔ)存能量為177．3264kJ·mot。和128．6233蚰·tool一，蠛明嵌鏹石墨又是一釋亞穩(wěn)寇結(jié)梅。較努逾馱分子承平土秘釋了嵌鍵石墨骰為負(fù)邀穰材料輿有的良好的充放電可逆循環(huán)性能及使用壽命長等電化學(xué)特點(diǎn)。嵌鍾石溪大量鼴骰鍵離子二次電漁雯一個(gè)重罄驤因裁是嵌鍵祗鋈具有非常低的電檄電位。我們利用熱力學(xué)、電化學(xué)和密度泛函理論計(jì)算了嶷鏗騫霪努剮為l，6e。。，2衢e。。，3／6c一，4／6C
4、。。，5／6C。。釋C。。(C。。為嵌鋰石罨最大電容量，其值為=372Ah·kg"1)且具有C3對(duì)稱疆懿六釋囊鑊磊墨受愈投瓣辯輻對(duì)金麓錘惑毫極龜霞。計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)嵌鏹石墨嵌鋰容擻較低時(shí)，電極電位隨者鏹離子的不斷嵌入面囂著降低；當(dāng)嵌鑲五墨嵌疆容量達(dá)妥一定篷(計(jì)算篷為250Ahr甄惑‘，實(shí)驗(yàn)值為186Ah—kg“)時(shí)，嵌鋰石墨電極電位出現(xiàn)了一個(gè)和實(shí)驗(yàn)值非捅要常吻合的極低充放電平臺(tái)(計(jì)算值為O．11v，實(shí)驗(yàn)值為O．10V)。正因?yàn)榍朵囀谇朵嚾萘枯^高時(shí)電極電位不隨電容量的變化，所以嵌鋰石墨做為負(fù)電極材料能保
5、證鋰離子二次電池在對(duì)外工作時(shí)電壓穩(wěn)定。我們從理論上解釋了嵌鋰石墨這一重要的電化學(xué)性能，計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)觀測較一致。／。。j／ql哆、關(guān)鍵詞：嵌鋰石墨，充放電機(jī)制，電極電位，從頭剿，密度泛函jAbstract'irlllllI'IIIIIIIIIIIIIIII[IIIIIIIIII'I,,,I]1。Li-ionsecondarybatterieshaveagreatprospectillapplicationandexploitationasallinterestingkindofelectricalsour
6、ce．Improvingandenhancingtheelectrochemicalperformanceofbatteriesmainlydependsonthechange—dischargepropertyofnegativeelectrodematerials．Furtherresearchesintolithiumintercalationgraphite(LIO),whichisusedwidelyenoughasacathode，iSveryurgenttoUS；Clustermodelsa
7、ndquantumchemicalmethodswereusedtostudythecharge-dischargemechanism,perfollnanceandtheirrelationshipwiththestructureofLIGforthepurposeofprovidingatheoreticalgroundtothepreparation，functionimprovementandapplicationofmaterials。itwasreportedthatthemechanismo
8、f{ithiumimercalationintoordeintercalationfromgraphenecrystallatticesonlyexplainedtheinteractionwiththeelectrolyte，Li．ionandelectrodematerialthatexistsonlyonthesurfaceofgraphite．AbfnitoandDFTmethodsexploredthecharge—
