层状氧化物钠离子正极材料O2-P2相变动力学的计算研究
材料科学
2025-12-09 v1
摘要
钠离子电池在过去几年中引起了广泛关注，尤其是层状氧化物被视为下一代电池的正极材料。然而，这些材料在实际应用中仍面临重大挑战，主要与容量衰减和电压衰减有关。这些挑战的关键影响因素是材料运行过程中层间滑移所引发的相变。截至目前，人们对这类相变的原子级理解仍然有限，因为这些过程的模拟计算量很大。在本工作中，我们通过遗传算法训练了经典成对Coulomb-Buckingham势，以研究Na_xCoO₂中的O2-P2相变。我们的密度泛函理论(DFT)和经典势计算表明，相变势垒在脱钠过程中降低，并且如果通过分子动力学模拟考虑动态条件则会进一步降低。我们开发的经典势能够在分子动力学模拟的微秒时间尺度上捕获相变及其相关的钠离子扩散率增加。此外，发现相变是通过各种OP_n相逐步发生的。
引用
@article{arxiv.2512.07642,
title = {Computational Studies on O2-P2 Phase-Transition Dynamics in Layered-Oxide Sodium-Ion Cathode Materials},
author = {Konstantin Köster and Payam Kaghazchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.07642},
year = {2025}
}