عنوان مقاله :
بررسي نظري جامع پلي‌مورف‌هاي مختلف Li2FeSiO4 به عنوان كاتد باتري ليتيم-يون با استفاده از نظريه تابعي چگالي
عنوان به زبان ديگر :
A Comprehensive Theoretical Study of Li2FeSiO4 Polymorphs as Liion Batteries Cathode Materials: DFT Evaluations
پديد آورندگان :
كلانتريان، محمدمهدي پژوهشگاه مواد و انرژي - پژوهشكده نانو تكنولوژي و مواد پيشرفته، كرج , عسگري، سيروس دانشگاه صنعتي شريف - دانشكده مهندسي و علم مواد
كليدواژه :
باتري , ليتيم- يون , كاتد , اورتوسيليكات آهن ليتيم , نظرية تابعي چگالي
چكيده فارسي :
جهت انجام مطالعات نظري بر Li2FeSiO4،چهار پلي مورف شناخته شده از اين ماده مورد بررسي هاي نظريه تابعي چگالي (DFT) قرار گرفتند. در ابتدا، روشهاي متنوع (DFT (GGA/+U، LSDA/+U در چارچوب دو نوع شعاع اتمي مختلف براي مشهورترين پلي مورف (Pmn21) انجام شد. سپس، نتايج با داده هاي آزمايشگاهي مقايسه شده و دقيق ترين چارچوب/ روشها انتخاب شده و ساير پلي مورف ها با آنها بررسي شدند. خواص ساختاري، پايداري ساختار پس از خروج ليتيم، پايداري ترموديناميكي اين پلي مورف ها نسبت به يكديگر، ولتاژ نظري و خواص الكتريكي تمام پلي مورف ها بررسي شد. در تمام اين بررسي ها پلي مورف هاي مختلف با هم مقايسه شدند. با استفاده از اين مطالعات نظري، ساز و كارهايي جهت درك رفتار اين ماده كاتدي پيشنهاد شد.
چكيده لاتين :
Li2FeSiO4 is one of the most promising cathode materials for application in high energy density Li-ion
batteries. In order to evaluate the Li2FeSiO4 theoretically, its four known polymorphs are considered using density
functional theory (DFT) framework. First, different DFT methods (LSDA/+U, GGA/+U) were employed for the best
known polymorph (Pmn21) in two atomic-radial frame works (RFe=2.0 and RFe=1.75). Then, the results were compared
by the experimentally published data in order to determine better atomic-radial framework for each DFT methods, i.e.
LSDA(+U) and GGA(+U). The selected optimum methods were used for evaluation of the other polymorphs. Structural
properties, structural stability after Li extraction, relative thermodynamic stability, theoretical voltage and electrical
properties were calculated for all the polymorphs. In all these investigations polymorphs properties have been
compared. Results showed structural stability of all polymorphs after extraction of one Li per formula. The most
energetically stable polymorphs were determined to be P21/n and mod-Pmn21, respectively. Using the performed
theoretical studies, we proposed a number of mechanisms to understand behaviors of the cathode material.
عنوان نشريه :
مواد و فناوري هاي پيشرفته
عنوان نشريه :
مواد و فناوري هاي پيشرفته
