新型锡基合金的中间相嵌锂效应的研究

针对目前锂离子电池用金属锡负极材料存在的初期不可逆容量大和循环性能差的问题，采用基于密度泛函理论的第一性原理、能带理论和价键理论的固体与分子经验电子理论，根据异相界面电荷分布连续性要求，以分子设计和实验制备相结合，研究新型掺杂锡基合金的中间相嵌锂效应。通过计算合金系在锂离子嵌脱过程中各状态的总能量、电子结构、几何结构、嵌锂形成能、电压轮廓曲线等，模拟锂离子在合金中的嵌脱行为，从电子结构层次阐明锂离子在中间相中的嵌脱过程，构建锂离子在异相界面进行嵌脱的界面通道藕合模型；揭示嵌锂中间相能够减少和抑制锡基体在充放电过程中因体积膨胀引起的结构崩塌的作用机理，提出改善锡合金电极循环特性的方法；综合利用真空溅射与电化学沉积技术，制备成分、物相、微结构可控的纳米复合结构锡基合金薄膜；为开发由"活性相―嵌锂中间相―非活性相"组成的、高比容量、高稳定性、高倍率、低成本的新型锡基嵌锂合金提供合金化理论依据。