Bulk Li$_{2}$O$_{2}$的结构与电子性质：基于数值原子轨道的第一性原理模拟

开发具备高比特能的先进材料对于实现可持续的能源存储解决方案至关重要，尤其是应用于锂空气电池等应用场景。锂氧化物（Li$_{2}$O$_{2}$）是非水锂空气电池系统中关键的放电产物，其结构和电子性质显著影响电池性能。本文利用密度泛函理论研究了bulk Li$_{2}$O$_{2}$的原子结构、电子能带结构和Wannier函数。我们比较了不同数值原子轨道基组的性能，并将其与收敛平面波基组结果进行了对比。我们分析了该材料的离子特性、氧化物二聚体中分子轨道的形成，以及各种计算方法之间能隙差异。此外，我们发展了局部化Wannier基组以建模电子-振动相互作用，并探讨了其对极性子形成的意义。我们的发现为理解电子-晶格耦合提供了化学直观的框架，为构建能够准确描述Li$_{2}$O$_{2}$中极性子动力学的简化模型提供了依据。这些见解有助于更广泛地提高能源存储技术水平，推动材料设计领域的发展。