应变对层状锰系锂离子电池正极材料输出电压的影响

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任晓栋, 刘建军, 张文清. 2012: 应变对层状锰系锂离子电池正极材料输出电压的影响, 物理学报, 61(18): 107-115.
引用本文: 任晓栋, 刘建军, 张文清. 2012: 应变对层状锰系锂离子电池正极材料输出电压的影响, 物理学报, 61(18): 107-115.
2012: Strain effect on the intercalation potential of the layered Mn-contained lithium ion batteries cathode materials: a first principles method, Acta Physica Sinica, 61(18): 107-115.
Citation: 2012: Strain effect on the intercalation potential of the layered Mn-contained lithium ion batteries cathode materials: a first principles method, Acta Physica Sinica, 61(18): 107-115.

应变对层状锰系锂离子电池正极材料输出电压的影响

Strain effect on the intercalation potential of the layered Mn-contained lithium ion batteries cathode materials: a first principles method

  • 摘要: 利用第一性原理方法系统研究了不同应变模式对LiMn02和Li2Mn03输出电压的影响,建立了输出电压与弹性常数及应变之间的关系.发现所有应变对输出电压都是降低的,且应变效应是各向异性的.大部分的单轴应变5%时对输出电压的降低都小于0.1v由于层状的电极材料层间的键合作用较弱,且受脱锂后形成的锂空位影响较大,当从锂层脱出锂时,垂直于层方向的应变对输出电压影响较大;而对Li2Mn03系统从过渡金属层中脱锂时,平行于层的应变对输出电压影响更大.Li2Mn03骨架支撑的层状固溶体系中,应变使高电压充电阶段的电压维持在截断电压之下,并打开过渡金属层中锂的迁移通道,产生较为持久的充电而可能获得较大的充电容量.
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出版历程
  • 刊出日期:  2012-09-30

应变对层状锰系锂离子电池正极材料输出电压的影响

  • 中国科学院上海硅酸盐研究所,高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室,上海200050

摘要: 利用第一性原理方法系统研究了不同应变模式对LiMn02和Li2Mn03输出电压的影响,建立了输出电压与弹性常数及应变之间的关系.发现所有应变对输出电压都是降低的,且应变效应是各向异性的.大部分的单轴应变5%时对输出电压的降低都小于0.1v由于层状的电极材料层间的键合作用较弱,且受脱锂后形成的锂空位影响较大,当从锂层脱出锂时,垂直于层方向的应变对输出电压影响较大;而对Li2Mn03系统从过渡金属层中脱锂时,平行于层的应变对输出电压影响更大.Li2Mn03骨架支撑的层状固溶体系中,应变使高电压充电阶段的电压维持在截断电压之下,并打开过渡金属层中锂的迁移通道,产生较为持久的充电而可能获得较大的充电容量.

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