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LixCoO2(0≤x≤1)结构稳定性和力学性质的第一性原理计算
作者: 丁1 2 王来贵2 唐树伟1  闻1  伟1 杨绍斌1 
单位:1. 辽宁工程技术大学材料科学与工程学院  辽宁阜新 123000 2. 辽宁工程技术大学力学与工程学院  辽宁阜新 123000 
关键词:钴酸锂 结构稳定性 力学性质 第一性原理 锂离子电池 
分类号:TM 911, O646
出版年,卷(期):页码:2021,49(6):1056-1064
DOI:
摘要:

 采用基于密度泛函的第一性原理,从电子层次计算研究了锂离子电池正极材料LixCoO2(0≤x≤1)的晶体结构、电子结构和力学性质。结果表明:LixCoO2在脱锂过程中晶体结构会发生转变,当x=0.5时由六方结构Rm晶型转变为单斜结构P2/m晶型,当完全脱锂(x=0)时又转变为六方结构Pm1晶型。随着Li原子的脱出,LixCoO2导带被部分填充,价带被完全填充,金属性质和电子导电性增强,并出现自旋极化。LixCoO2Co—O键为含有部分离子性特征的共价键,随着Li原子的脱出,Co—O键的离子性特征减弱,共价性特征增强。随着Li原子的脱出,LixCoO2的体积模量(B)、剪切模量(G)和弹性模量(E)均呈现逐渐减小的趋势,而Poisson比和各向异性指数逐渐增大。G/B值变化趋势表明,LiCoO2呈脆性,脱锂过程中向韧性转变。

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