当前位置: 首页 > 专利查询>湘潭大学专利>正文

一种评价氢键物质和Zn2+对层状正极材料性能影响的方法技术

技术编号:42814094 阅读:33 留言:0更新日期:2024-09-24 20:54
本发明专利技术公开了一种评价氢键物质和Zn<supgt;2+</supgt;对层状正极材料性能影响的方法,采用双层正极材料模型以专注研究含氢键物质和锌离子的插层行为,以层状的钒基正极材料(V<subgt;x</subgt;O<subgt;y</subgt;)为例,模拟了多种含氢键物质与锌离子在双层V<subgt;x</subgt;O<subgt;y</subgt;中的插层行为,从稳定形成能、理论电压和晶胞体积变化研究了氢键物质与锌离子插层V<subgt;x</subgt;O<subgt;y</subgt;的结构稳定性;此外,从态密度、差分电荷密度、能带结构研究了氢键物质与锌离子插层V<subgt;x</subgt;O<subgt;y</subgt;的电子结构;最后,从锌离子的扩散能垒研究了插层氢键物质对锌离子扩散难易程度的影响,从而揭示了含氢键物质与锌离子对V<subgt;x</subgt;O<subgt;y</subgt;正极材料性能影响的本质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及储能电池,具体涉及一种评价氢键物质和zn2+对层状正极材料性能影响的方法。


技术介绍

1、水系离子电池为电池研究的前沿方向之一,已在大规模储能系统中展示出其独特的优势。传统的离子电池多采用价格高昂的有机溶剂作为电解质,这不仅提高了成本,还带来了安全隐患。近年来兴起的水系离子电池以水溶液作为电解质,具有本征的安全和环保优势,同时离子传导性能好、成本低廉,因此备受青睐,已逐渐成为新一代大型储能电池技术发展的优选方向。

2、层状材料是水系离子电池常用的正极材料。如层状钒基氧化物(vxoy)是水系锌离子电池的常用正极,具有多电子转移、高电池容量、低氧化还原电位等优点。层状正极材料若层间间距较小,容量相对有限,则将会因锌离子的重复嵌入/脱出引起结构稳定性变差而最终导致容量快速衰减。为了拓展层状正极材料的空间,提高锌离子嵌入/脱出的效率和稳定性并优化正极材料性能,研究人员已开发了多种策略。譬如,预先在层状正极材料中插入水分子、金属离子或有机分子,这有利于改善层状间隙和正极材料性能。在zn0.25v2o5·nh2o中结构中,结构水可以调节层间通本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种评价氢键物质和Zn2+对层状正极材料性能影响的方法,其特征在于,具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,在步骤2中,形成能ΔEf的计算式如下:

3.根据权利要求1所述方法,其特征在于,在步骤2中,绝对体积差ΔVabs和相对体积差ΔVrel计算式如下:

4.根据权利要求1所述方法,其特征在于,在步骤2中,理论电压ΔEf的计算式如下:

5.根据权利要求1所述方法,其特征在于,在步骤3中,迁移能垒ΔEdiff的计算式如下:

6.根据权利要求1所述方法,其特征在于,在步骤3的(1)构建锌离子扩散超胞模型时,移除第...

【技术特征摘要】

1.一种评价氢键物质和zn2+对层状正极材料性能影响的方法,其特征在于,具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,在步骤2中,形成能δef的计算式如下:

3.根据权利要求1所述方法,其特征在于,在步骤2中,绝对体积差δvabs和相对体积差δvrel计算式如下:

4.根据权利要求1所述方法,其特征在于,在步骤2中,理论电压δef的计算式如下:

5.根据权利要求1所述方法,其特征在于,在步骤3中,迁移能垒δediff的计算...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄勇力成谢强朱怡然刘虎成
申请(专利权)人:湘潭大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1