非线性流体响应在电池系统联合密度泛函理论研究中的重要性

要将第一性原理计算的全部优势应用于电池材料，就需要发展精确且计算高效的电子结构方法，这些方法需能纳入电解质环境和电极电势的影响。包含极性表面的现实电化学界面，由于存在显著更强的电场，超出了为分子开发的现有连续溶剂化理论的适用范围。我们在联合密度泛函理论框架内提出了溶剂环境非线性介电和离子响应的从头算理论，其可优化参数与传统可极化连续介质模型完全相同。我们证明，由此得到的非线性理论在典型工作条件下与有机分子和金属表面的标准线性模型一致。然而，我们发现，我们非线性理论所固有的极性溶剂分子转动响应中的饱和效应，对于定性正确地描述固态电解质界面典型的离子表面至关重要。