硅酸盐固溶体金属间协同效应与其电化学特性之间微观物理机理的研究

项目名称： 硅酸盐固溶体金属间协同效应与其电化学特性之间微观物理机理的研究

项目编号： No.11404060

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 张彩霞

作者单位： 福州大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 硅酸盐材料Li2MSiO4(M=Fe, Mn, Co, Ni)是一种新型高电压、高容量锂离子电池正极材料，但存在可逆性能差、结构不稳定等缺陷。申请人前期的研究发现Li2CoSiO4的3D结构在电化学循环过程中没有出现电压降，这在Li2MSiO4(M=Fe, Mn)中是不存在的。本项目以第一性原理计算为主要手段，确定影响Li2CoSiO4电化学特性的关键微观因素。在此基础上提出以Pmn21-DP晶相为初始模板的Co与其它过渡金属固溶的新型硅酸盐材料，以提高其电化学特性。基于通用的“理性固溶设计方案”，结合实验手段，研究阳离子混排随过渡金属配比变化的规律，揭示阳离子混排的根源；对比分析每种配比下的电子结构，揭示过渡金属间d-d相互作用与其电化学性能之间的关系。最终确定硅酸盐固溶体金属间协同效应与其电化学特性之间的微观物理机理，为其在硅酸盐固溶材料或其它类型复合电极材料中的应用奠定基础。

中文关键词： 锂离子电池；硅酸盐Li2CoSiO4；第一性原理；金属掺杂Li2Co0.875M0.125SiO4；电化学特性

英文摘要： As novel cathode materials, silicate materials Li2MSiO4(M=Fe, Mn, Co, Ni) promise high voltage and high capacity for lithium ion battery, but they suffer poor reversibility, low-rate performance and structural instability simultaneously. The applicant fou

英文关键词： Lithium Ion Battery；silicateLi2CoSiO4；First-priciples；metal doped Li2M0.125Co0.875SiO4；electrochemical performance