磷酸铁锂离子动力学及微观结构的计算机模拟研究

LiFePO4被认为是下一代锂离子电池的首选正极材料，具有广阔的应用前景，然而电导率低限制了它的应用。本项目采用分子动力学和Monte Carlo模拟以及数值分析方法，结合NMR，XRD，Raman，SAXS等现代分析测试手段，从微观、介观和宏观三个层次，系统研究LiFePO4的微观结构和锂离子的微观动力学。通过研究掺杂、包覆等改性LiFePO4材料的微观结构、电化学性能和锂离子输运性能，认识复杂物理条件下电池充放电过程中LiFePO4材料微观结构变化过程，探讨微观粒子的动态变化行为，阐明掺杂离子种类及数量与电导率的关系。建立界面的分形模型，揭示分形维数与材料性能的关系。建立锂离子电池正极材料LiFePO4的分子模拟计算机软件系统，为研究LiFePO4的导电机理和微观性质，电化学性能的改善，掺杂离子种类与数量的选择，提供科学依据，以理论指导工艺的改进，加速锂离子电池正极材料产业化的发展。