硅纳米团簇与石墨烯复合结构储锂性能的第一性原理研究

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吴江滨, 钱耀, 郭小杰, 崔先慧, 缪灵, 江建军. 2012: 硅纳米团簇与石墨烯复合结构储锂性能的第一性原理研究, 物理学报, 61(7): 145-151.
引用本文: 吴江滨, 钱耀, 郭小杰, 崔先慧, 缪灵, 江建军. 2012: 硅纳米团簇与石墨烯复合结构储锂性能的第一性原理研究, 物理学报, 61(7): 145-151.
2012: First-principles study on the Li-storage performance of silicon clusters and graphene composite structure, Acta Physica Sinica, 61(7): 145-151.
Citation: 2012: First-principles study on the Li-storage performance of silicon clusters and graphene composite structure, Acta Physica Sinica, 61(7): 145-151.

硅纳米团簇与石墨烯复合结构储锂性能的第一性原理研究

First-principles study on the Li-storage performance of silicon clusters and graphene composite structure

  • 摘要: 本文采用第一性原理计算方法,研究了不同晶向硅纳米团簇与石墨烯复合结构稳定性及其储锂性能.计算了不同高度、大小硅团簇与石墨烯复合结构的结合能,复合结构中嵌锂吸附能和PDOS.分析表明,硅团簇和石墨烯之间形成较强的Si—C键,其中[111]晶向硅团簇与石墨烯作用的形成能最高,结构最为稳定.进一步计算其嵌锂吸附能,发现硅团簇中靠近石墨烯界面处的储锂位置更加有利于锂的吸附,由于锂和碳、硅之间有较强电荷转移,其吸附能明显大于其他储锂位置.同时在锂嵌入过程中,由于石墨烯的引入,明显减小了界面处硅的形变,有望提高其作为锂电池负极材料的可逆容量.
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出版历程
  • 刊出日期:  2012-04-15

硅纳米团簇与石墨烯复合结构储锂性能的第一性原理研究

  • 华中科技大学电子科学与技术系,武汉,430074

摘要: 本文采用第一性原理计算方法,研究了不同晶向硅纳米团簇与石墨烯复合结构稳定性及其储锂性能.计算了不同高度、大小硅团簇与石墨烯复合结构的结合能,复合结构中嵌锂吸附能和PDOS.分析表明,硅团簇和石墨烯之间形成较强的Si—C键,其中[111]晶向硅团簇与石墨烯作用的形成能最高,结构最为稳定.进一步计算其嵌锂吸附能,发现硅团簇中靠近石墨烯界面处的储锂位置更加有利于锂的吸附,由于锂和碳、硅之间有较强电荷转移,其吸附能明显大于其他储锂位置.同时在锂嵌入过程中,由于石墨烯的引入,明显减小了界面处硅的形变,有望提高其作为锂电池负极材料的可逆容量.

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