用于锂离子电池的高电压无过渡金属正极材料 LiBC3F4
材料科学
2020-11-17 v1
摘要
通过第一性原理计算研究了硼取代氟化石墨作为锂离子电池正极材料的结构稳定性与电化学性能。结果表明，硼取代氟化石墨 BC3F4 具有优异的结构稳定性、良好的电子与离子导电性。出乎意料的是，LiBC3F4 的平均锂嵌入电压高达 4.44 V，远大于 LiBCF2 的平均电压。LiBC3F4 的平均电压甚至高于常见商用过渡金属氧化物正极，表明 LiBC3F4 是无过渡金属高电压正极材料的一个突破。通过比较费米能级，我们发现 LiBC3F4 的费米能级比 LiBCF2 低 1.38 eV，导致锂嵌入的电子填充能降低，从而形成高得多的电压。此外，LiBC3F4 表现出小的体积膨胀与高能量密度。LiBC3F4 是一种有前景的锂离子电池高电压正极材料。最后，通过计算放电过程中锂嵌入电压与费米能级的演化，发现了费米能级与锂嵌入电压之间的线性关联。
引用
@article{arxiv.2011.08089,
title = {High voltage transition metal-free cathode material LiBC3F4 for Li ion batteries},
author = {Zhiqiang Wang and Lixin Xiong and Wenwei Luo and Bo Xu and Chuying Ouyang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.08089},
year = {2020}
}