第一性原理计算研究硅储锂机理

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1、万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解江西师范大学研究生院有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权江西师范大学研究生院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检

2、索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日万方数据摘要随着锂离子电池应用的越来越广泛，人们对锂离子电池电极材料的研究也越来越深入。锂离子电池负极一般为碳材料，其比容量虽然能满足当下的需求，但在设计具有更高比容量下一代锂离子电池时，却显不足。作为碳的同主族元素一硅有着诸多优良性能，尤其是其超高比容量(4200m甜吨)，使得人们在寻找替代负极碳材料的科研进程中，将目光转向了硅材料。本论文运用第一性原理计算方法，对晶体硅的储锂机理进行了研究，主要包括以下三方面的内容：一、对晶体硅的几何结

3、构和电子结构进行了理论研究。晶体硅的晶格结构是典型的金刚石结构，原子之间以共价键的方式结合在一起。我们通过计算分析它的总态密度图、分波态密度图，得知晶体硅在费米能级附近的带隙约为0．46eV，属于半导体范围，并且晶体硅中s轨道和p轨道确实是杂化的。二、研究完美的晶体硅中的嵌锂情况。计算中出现负的平均嵌入电压并且嵌锂过程中更易形成SilLil合金相，能带图和电荷密度图均显示锂硅之间相互作用较弱。三、模拟有缺陷的晶体硅储锂情况。我们的计算结果显示空位的存在有助于锂嵌入晶体硅，并且随着锂和空位之间距离的增大，锂硅的结合能逐渐降低；当增大到4A时，空位效应消失。关键词：锂离子电池；负极材料；晶体硅；空

4、位；平均嵌入电压万方数据AbstractW．mttle诵deapplic撕onoftllelithjumionbatteries，de印rcsearchonme锄odema_terialsofthelitlliumionbattcriesisc枷edout小删ays．Asthe廿aditional锄odema把rials，almougllc盯boncansa_【is匆theneedatpresent，itsspecificcapac时istoosmaJliIlt11epmce鼹ofdesi孕lillgmene)【tgene枷onlithi啪ioⅡbancries．Silicon，wllichi

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