【摘 要】
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由于具有特殊的一维锂离子扩散通道,具有六方钨青铜结构(HTB)的FeF3？0.33H2O是一种具有很好应用前景的锂电池正极材料,H2O分子起稳定结构的作用,但同时阻碍了锂离子在一维
【机 构】
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湘潭大学材料科学与工程学院,湖南省湘潭市,411105
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由于具有特殊的一维锂离子扩散通道,具有六方钨青铜结构(HTB)的FeF3？0.33H2O是一种具有很好应用前景的锂电池正极材料,H2O分子起稳定结构的作用,但同时阻碍了锂离子在一维扩散通道中的传输,从而导致FeF3？0.33H2O的容量难以进一步提高,而且导电性有待进一步改善.因此,本论文采用第一性原理方法,在理论上设计出具有稳定结构和优良导电性的HTB型FeF3-x(OH)x(0 ＜x≤0.833),并去除H2O分子阻塞扩散通道的作用.计算结果表明在通常条件下,HTB 型FeF3-x(OH)x 是热力学稳定的,HTB型FeF2.167(OH)0.833具有最佳的弹性性能并优于FeF3？0.33H2O 的弹性性能,从而表明OH-掺杂能增强HTB 型FeF3的力学性能.然后,本论文对FeF2.167(OH)0.833进行了进一步的晶体结构和电子结构分析,结果表明O-H…F氢键对于稳定FeF2.167(OH)0.83的结构起着至关重要的作用,而且OH-掺杂能显著减小HTB型FeF3的带隙,从而提高其导电性能.我们的计算结果将为FeF3 在锂电池正极材料中的应用提供重要的理论指导意义.
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