بررسی نظری خواص و رفتار LiFePO4 به عنوان کاتد باتری لیتیم-یون با استفاده از نظریه تابعی چگالی
نویسنده
چکیده مقاله:
کاتد در باتریهای لیتیم- یون تعیینکننده کارآیی و رفتار این نوع وسایل ذخیره انرژی میباشد. ماده کاتدی LiFePO4 (LFP) با ساختار اولیوین و گروه فضایی Pnma (اورتورمبیک) مورد بررسی نظریه تابعی چگالی (DFT) با کد Wien2k قرار گرفت. محاسبات با استفاده از روشهای LSDA، PBE-GGA، LSDA+U ، GGA+U، پتانسیل Becke-Johnson بهبود یافته (mBJ) و PBE-Fock-α انجام شدند. محاسبات ساختاری نشان داد ساختار این کاتد پس از خروج لیتیم پایداری خود را حفظ مینماید. حجم ساختار محاسبه شده با روش GGA بزرگتر و با روش LSDA کوچکتر از حجم ساختار آزمایشگاهی تخمین زده شد. پس از خروج لیتیم بیشترین انقباض در صفحه ab رخ میدهد که این پدیده میتواند موجب خروج یکنواخت لیتیم بهصورت آبشاری/دومینویی در جهت محور c گردد. این پدیده میتواند مسئول ایجاد ولتاژ یکنواخت برای این کاتد در هنگام شارژ/تخلیه باشد. محاسبات ولتاژ نظری نشان داد نزدیکترین مقادیر محاسبه شده ولتاژ به مقدار آزمایشگاهی (V2/3) متعلق به روشهای GGA+U، GGA و mBJ است. بر طبق چگالی حالات محاسبه شده، ساختار قبل از خروج لیتیم (LiFePO4) نیمههادی نوع N و ساختار پس از خروج لیتیم (FePO4) نیمههادی نوع P میباشد. ترکیب دیود بایاس معکوس اتصال P-N موجب نرخپذیری کمتر این کاتد نسبت به کاتدهای اکسیدی، شده است. هرچند به دلیل موقعیت تراز فرمی و باندهای پذیرنده و گیرنده، این کاتد نسبت به بسیاری از پلیآنیونها نرخپذیری بهتری دارد. از دست دادن لیتیم و انتقال حالت یونی Fe از II به III موجب افزایش رسانش میگردد. مسئول این پدیده اوربیتالهای خالی 3d-Fe میباشند.
منابع مشابه
بررسی نظری خواص و رفتار LiFeSO4F به عنوان کاتد باتری لیتیم-یون با استفاده از نظریه تابعی چگالی
کاتد در باتریهای لیتیم-یون مهمترین بخش و تعیین کننده کارآیی و رفتار این وسایل ذخیره انرژی میباشد. ماده کاتدی LiFeSO4F با ساختار تاووریت و گروه فضایی C2/c مورد بررسی نظریه تابعی چگالی (DFT) با استفاده از کد Wien2k قرار گرفت. محاسبات با استفاده از روشهای GGA، GGA+U و PBE-Fock-α (از روش های Hybrid functionals، HF) انجام شدند. محاسبات ساختاری نشان داد این کاتد پس از خروج لیتیم پایداری خود را حفظ...
متن کاملبررسی نظری جامع پلی‌مورف‌های مختلف Li2FeSiO4 به عنوان کاتد باتری لیتیم-یون با استفاده از نظریه تابعی چگالی
جهت انجام مطالعات نظری بر Li2FeSiO4،چهار پلیمورف شناخته شده از این ماده مورد بررسی‍های نظریه تابعی چگالی (DFT) قرار گرفتند. در ابتدا، روشهای متنوع DFT (GGA/+U، LSDA/+U) در چارچوب دو نوع شعاع اتمی مختلف برای مشهورترین پلیمورف (Pmn21) انجام شد. سپس، نتایج با دادههای آزمایشگاهی مقایسه شده و دقیقترین چارچوب/روشها انتخاب شده و سایر پلیمورفها با آنها بررسی شد...
متن کاملبررسی نظری ناخالصی‌های نیکل و طلا بر خواص الکترونیکی گرافین با استفاده از نظریه تابعی چگالی
در این مقاله، خواص الکترونی گرافین در حضور وغیاب ناخالصی‌های نیکل و طلا با استفاده از روش نظریه تابعی چگالی بررسی می‌شود. در تمامی موارد با استفاده از نتایج به دست آمده ساختار الکترونی، چگالی حالت‌ها، پایداری، گاف انرژی و گشتاور مغناطیسی مطالعه شده است. محاسبات ما با استفاده از نرم افزار SIESTA انجام شده و از تقریب‌های GGA و LDA برای پتانسیل تبادلی- همبستگی استفاده شده است. با افزایش اندازه‌ی م...
متن کاملخواص ساختاری والکترونی نانونوارهای گالیوم نیترید لبه زیگزاگ هیدروژنه با استفاده از نظریه تابعی چگالی
در این پژوهش خواص ساختاری و الکترونی نانونوارهای گالیوم نیترید لبه زیگزاگ هیدروژنه با عرض‌های 19.2، 24.85، 30.49 و 36.14 آنگستروم که متناظر هستند با شماره‌های زنجیرۀ زیگزاگ 3، 5، 7 و 9 با استفاده از اصول اولیه و روش نظریۀ تابعی چگالی بررسی شده است. این بررسی‌ها با استفاده از امواج تختِ تقویت‌شدۀ خطی با پتانسیل کامل FP-LAPW و کاربرد تقریب شیبِ تعمیم‌یافته برای پتانسیل تبادل‌ـ‌همبستگی صورت گرفته اس...
متن کاملمنابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
عنوان ژورنال
دوره 8 شماره 1
صفحات 45- 53
تاریخ انتشار 2019-05-22
با دنبال کردن یک ژورنال هنگامی که شماره جدید این ژورنال منتشر می شود به شما از طریق ایمیل اطلاع داده می شود.
کلمات کلیدی
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023