几种锂离子电池正极材料的第一性原理研究

锂离子电池是目前综合性能最好的二次电池，是包括物理学、材料学和化学等学科交叉综合的结晶，现已广泛应用于电子等行业中。其发展方向是突破目前面临的材料成本、电池安全性、大电流充放电能力以及使用寿命等方面的瓶颈，将其应用范围从小型电子设备扩大到大功率电动工具甚至电动车上。为此，迫切需要对锂离子电池电极动力学性能所涉及的最基本也是难点问题开展更深入的研究，比如：电极材料失效的微观机制、电极/电解质界面、载流子传导、相变等。另一方面, 基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算同分子动力学、蒙特卡罗方法相结合已经在材料设计、合成、性能评价与预测等诸多方面显示了其强大的威力，并能克服实验条件限制。本项目拟通过这些理论工具来研究几种常见的锂离子电池正极材料的基本物理性质、包覆改性机制、电极/电解质界面电子结以及探索其高压合成问题，进而为实验研究提供更好的指导和思路。