【摘 要】
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采用自适应基因算法及第一性原理的方法,对Na2FeSiO4多晶形材料的晶体结构进行了系统研究。根据铁原子和硅原子不同的配位数,晶体结构的能量和体积规律变化。我们发现所有的
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采用自适应基因算法及第一性原理的方法,对Na2FeSiO4多晶形材料的晶体结构进行了系统研究。根据铁原子和硅原子不同的配位数,晶体结构的能量和体积规律变化。我们发现所有的晶体结构可以根据内在的Fe-Si框架分类,有二维和三维两种类型,从而大大减小了晶体结构的种类;而这些Fe-Si框架可以用几种不同的结构单元任意组合而成。我们发现具有金刚石结构的Fe-Si框架的晶体结构最为稳定,金刚石的结构的框架完全由四面体单元组合而成。此外,我们对不同Fe-Si框架的动力学及热力学的稳定性进行分析,我们发现一些Fe-Si框架的变化需要克服较高的能垒,这意味着在充放电过程中,Na离子潜入和脱离正极材料都不会引起晶体结构中Fe-Si框架的改变。不同的晶体框架可以通过X射线衍射谱进行识别。这些现象对研究其他相关的电池正极材料有深远意义。
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