鋰離子電池碳負極儲鋰機理的研究.pdf

1、自從以石墨等碳材料代替金屬鋰作負極后,在世界范圍內(nèi)欣起了對鋰離子電池的理論和技術研究的高潮.該論文運用量子化學第一原理性方法DV-Xα對碳材的儲鋰機理進行了較為系統(tǒng)的研究,從微觀上探討碳材的嵌鋰規(guī)律,以期指導碳負極材料的研究.研究表明:1)鋰離子在碳材中"吸"電子效應,一般是通過它所正對的苯環(huán)來從碳平面得到電子,形成帶部分電荷的鋰離子.2)石墨層間化合物C<,6>Li是經(jīng)典的儲鋰模型,計算表明鋰離子之間的相互作用較小,靜電排斥也比"鋰分

2、子"中的要小得多,是可以穩(wěn)定存在的.而C<,2>Li的儲鋰結構過于緊密,無論是理論分析還是實驗制備都是難以形成的.3)鋰離子可以在碳層邊緣發(fā)生嵌吸,而且含碳負離子越多的邊端對鋰離子越有穩(wěn)定作用.鋰離子嵌吸時與周圍的碳原子、氫原子形成了多中心多電子化學鍵.4)鋰離子平行于碳平面嵌入時,空間阻礙和靜電排斥都比垂于碳平面嵌入時小,初步認為鋰離子嵌入以平行方式為主.平行嵌入實質(zhì)上是從邊端吸附到層間嵌套的過程.5)碳負極在充電時,很容易達到使鋰離