Li_xCoO_2 中的阳离子与空位有序化
材料科学
2009-10-31 v1
摘要
我们结合第一性原理总能、团簇展开技术和蒙特卡洛模拟，研究了 LiCoO_2 中的 Li/Co 有序化以及 CoO_2 中的 Li-空位/Co 有序化。我们发现：(i) 对替代式阳离子构型空间的地面态搜索得出，八面体体系 LiCoO_2（及 CoO_2）中（层状）CuPt 结构是能量最低态，与实验观察到的相一致。(ii) 有限温度计算预测，LiCoO_2 和 CoO_2 的固态有序-无序转变温度（分别约为 5100 K 和 4400 K）远高于熔点，因此这些转变在实验上无法触及。(iii) 反应能量 E(LiCoO_2) - E(CoO_2) - E(Li) 给出了 Li_xCoO_2/Li 电池的平均电压 V。在构型空间中搜索大平均电压时，我们发现 CuPt（单层 <111> 超晶格）具有高电压（V=3.78 V），但通过阳离子随机化（V=3.99 V）、部分无序化（V=3.86 V）或沿 <111> 方向形成 2 层 Li_2Co_2O_4 超晶格（V=4.90 V）可进一步提高电压。
引用
@article{arxiv.cond-mat/9801110,
title = {Cation- and vacancy-ordering in Li_xCoO_2},
author = {C. Wolverton and Alex Zunger},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/9801110},
year = {2009}
}
备注
12 Pages, RevTeX galley format, 5 figures embedded using epsf Phys. Rev. B (in press, 1998)