赌钱官网

赌钱官网:学术报告【石墨负极界面嵌锂动力学和锂沉积的机理性研究】

发布者:唐姗姗 发布时间:2021-04-01 浏览次数:10

时间:2021年4月1日上午9:00

地点:仓山校区化学楼二楼多功能厅

主讲:中国科学院深圳先进技术研究院多尺度晶体材料研究中心 彭超

专家简介

彭超博士现任中科院深圳先进技术研究院晶体中心副研究员。华东理工大学博士,英国贝尔法斯特女王大学联合培养博士,英国南安普顿大学博士后。研究方向主要围绕电化学储能材料及固体光电材料表界面第一性原理研究,集中在电化学储能材料及(光电)材料表界面结构性质计算、界面反应模拟等相关领域。在发表在Nat. Chem.、Nano Lett.、ACS Catal.、J. Mater. Chem. A等杂志上发表了系列研究成果。

报告摘要
    石墨负极和电解质之间的界面对于锂离子电池(LIB)中锂嵌入/脱嵌过程以及锂沉积有着举足轻重的影响。然而,原子尺度上石墨界面结构对嵌锂及锂沉积影响认识仍然不充分,相关调控机制也不清楚。目前,理论上对锂离子研究主要集中在石墨体相结构,界面受到的关注则较少。由于锂从石墨大平面扩散能垒非常高,锂只能从石墨非大平面界面(即armchair边缘和zigzag边缘)嵌入/脱嵌。因此,石墨负极锂迁移行为以及负极表面的锂沉积很可能会受到这些边缘效应影响,理解并明确石墨负极界面结构性质规律对于提高充电/放电速率和减轻锂沉积风险非常重要。

基于密度泛函理论,我们系统研究了石墨非大平面界面(即armchair边缘和zigzag边缘)嵌锂过程热力学和动力学以及界面,由于几何效应和电子效应的耦合影响,不同边缘嵌锂势能面存在显著差异。热力学和动力学计算表明,不同于石墨体相结构,锂在两种石墨边缘吸附都得到了明显加强。而相对于armchair边缘,锂在zigzag边缘吸附能力又要高很多。原因是边缘碳产生的自旋态横跨体系费米能级,有利于锂向石墨体系贡献电子,因此锂吸附能变大。不同于armchair边缘,zigzag边缘更倾向于沿zigzag边缘迁移,有很强的方向性。因此,实验上可以尝试合成更多的armchair边缘来提高石墨负极充电速率。最后,发现硼/氮掺杂可以有效调控锂在两种界面上迁移热力学,这对石墨负极改性并提高嵌锂动力学提供了理论指导。此外,通过界面对锂沉积的影响研究,发现石墨界面独特的电子/几何结构能够诱导锂的吸附和生长,十分不利于电池的安全性。而通过界面的化学修饰和体系的电位调控能有效改变锂沉积的活化能,从而抑制石墨负极锂沉积的生长,提高电池安全性和稳定性。

 

主办:赌钱官网、福建省高分子材料重点实验室、福建省先进材料化工基础重点实验室、工业生物催化福建省高校工程研究中心


友情链接:
中国教育部 中国科技部 国家自然科学基金委 福建省教育厅 福建省科技厅 人事处 组织部 信息发布

Copyright 赌钱官网 2020, All Rights Reserved

地址:福建省福州市大学城科技路1号福建师范大学旗山校区(350117)

赌钱官网-赌大小口诀