氟化石墨嵌锂和嵌钠行为的第一性原理研究

饶凤雅 , 王志强 , 徐波 , 陈立泉 , 欧阳楚英

工程(英文) ›› 2015, Vol. 1 ›› Issue (2) : 243 -246.

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工程(英文) ›› 2015, Vol. 1 ›› Issue (2) : 243 -246. DOI: 10.15302/J-ENG-2015039
研究论文

氟化石墨嵌锂和嵌钠行为的第一性原理研究

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First-Principles Study of Lithium and Sodium Atoms Intercalation in Fluorinated Graphite

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摘要

通过第一性原理计算研究了嵌入锂/钠后氟化石墨结构的演化过程。计算考虑了单层氟化石墨上和体相氟化石墨中的锂/钠嵌入。与锂的嵌入相比,将钠嵌入氟化石墨 (CF) 正极中所表现的循环性能更好,这是因为锂–氟间相互作用和钠–氟间相互作用的强度和特点不同。锂和氟之间的相互作用与钠和氟之间的相互作用相比更强且更集中。这种锂–氟之间强烈的库仑吸引作用破坏了F—C,并将氟原子拔出,从而导致在锂嵌入过程中形成单层石墨烯。

Abstract

The structure evolution of fluorinated graphite (CFx) upon the Li/Na intercalation has been studied by first-principles calculations. The Li/Na adsorption on single CF layer and intercalated into bulk CF have been calculated. The better cycling performance of Na intercalation into the CF cathode, comparing to that of Li intercalation, is attributed to the different strength and characteristics of the Li-F and Na-F interactions. The interactions between Li and F are stronger and more localized than those between Na and F. The strong and localized Coulomb attraction between Li and F atoms breaks the C−F bonds and pulls the F atoms away, and graphene sheets are formed upon Li intercalation.

关键词

第一性原理 / 锂/钠可充电电池 / 氟化石墨

Key words

first-principles / Li/Na rechargeable batteries / fluorinated graphite

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饶凤雅, 王志强, 徐波, 陈立泉, 欧阳楚英 氟化石墨嵌锂和嵌钠行为的第一性原理研究[J]. 工程(英文), 2015, 1(2): 243-246 DOI:10.15302/J-ENG-2015039

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参考文献

基金资助

笔者感谢国家高技术研究发展计划 (2015AA034201) 、国家自然科学基金 (11234013,11264014) 、江西省自然科学基金(20133ACB21010,20142BAB212002,20132BAB212005)以及江西教育委员会基金 (GJJ14254,KJLD14024) 对本研究提供的支持。()

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