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Li含量对Li3xLa(2/3)–x?(1/3)–2 xTiO3固态电解质表面稳定性、电子结构及Li离子输运性质的影响

Effects of Li content on stability, electronic and Li-ion diffusion properties of Li3xLa(2/3)–x†(1/3)–2xTiO3 surface

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Li3xLa(2/3)–x†(1/3)–2 xTiO3(LLTO)是一类颇具前景的锂离子电池固态电解质.本文采用第一性原理结合分子动力学方法对贫锂相和富锂相两种类型的LLTO表面进行研究,分析表面Li含量对其稳定性、电子结构及Li离子输运性质的影响.结果表明,具有La/O/Li-原子终端的(001)面为最稳定晶面.对于LLTO(001)面,当贫锂相/富锂相终端Li含量为0.17/0.33,0.29/0.40,0.38/0.45时,其表面结构更为稳定.电子结构分析表明,随着Li含量的增大,不论是贫锂相还是富锂相,其(001)表面均发现金属至半导体的转变.Li离子输运性质的研究结果表明,贫锂相和富锂相LLTO(001)表面均具有沿ab平面的二维扩散通道,且当终端Li含量分别达到0.38和0.40时具有最大的Li离子扩散系数及最低的Li离子扩散能垒,最低扩散能垒分别为0.42 eV和0.30 eV.因而,改变终端Li含量有利于提高LLTO(001)表面稳定性、打开表面带隙、改善Li离子迁移性能,这有助于抑制LLTO表面锂枝晶的生长.

华彪、孙宝珍、王靖轩、石晶、徐波

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江西师范大学物理与通信电子学院, 南昌 330022

江西师范大学, 氟硅能源材料与化学教育部重点实验室, 南昌 330022

全固态锂离子电池 锂含量 Li3xLa(2/3)–x†(1/3)–2xTiO3表面

国家自然科学基金国家自然科学基金江西省自然科学基金

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2023

10.7498/aps.72.20221808

物理学报
中国物理学会，中国科学院物理研究所

物理学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.038
ISSN：1000-3290
年,卷(期)：2023.72(2)
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