锂离子电池富锂锰基三元材料中氧空位簇的形成:第一原理计算

采用第一原理方法计算了两种不同镍含量的锂离子电池富锂锰基三元正极材料Li_(1.2)Ni_(0.32)Co_(0.04)Mn_(0.44)O_(2)(空间群为R3m)和Li_(1.167)Ni_(0.167)Co_(0.167)Mn_(0.5)O_(2)(空间群为C2/m)中氧空位簇的形成能.结果表明,含镍量较少的Li_(1.167)Ni_(0.167)Co_(0.167)Mn_(0.5)O_(2)正极材料中氧空位簇的形成能总是高于含镍量较多的Li_(1.2)Ni_(0.32)Co_(0.04)Mn_(0.44)O_(2)材料中的氧空位簇形成能,这说明含镍量较高的正极材料中氧空位簇更容易形成.无论是含镍量较高的富锂锰基材料,还是含镍量较少的同类材料,过渡金属边上的氧空位簇的形成能总是大于锂离子附近空位簇的形成能,说明氧的脱去更趋向于在Li离子附近发生.较低的温度和较高的氧分压会使氧空位簇的形成能增加,从而抑制氧空位簇的形成.此外,还计算了空位簇边上的过渡金属原子被其它过渡金属原子(Ti和Mo)替位后的氧空位簇形成能.结果表明,除了Li_(1.2)Ni_(0.32)Co_(0.04)Mn_(0.44)O_(2)材料中双氧空位V_(2O-Li)附近的Ni元素被Ti替位外,其余情况下过渡金属Ni和Mn分别被Ti或Mo替位后均能够增大VnO-Li空位簇的形成能,故替位点缺陷的掺杂有抑制氧的损失和提高材料的结构稳定性的作用.

富锂锰基三元材料Li_(1.167)Ni_(0.167)Co_(0.167)Mn_(0.5)O_(2)中的氧空位形成

基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了锂离子电池富锂锰基三元正极材料Li_(1.167)Ni_(0.167)Co_(0.167)Mn_(0.5)O_(2)中的氧空位形成,讨论了环境温度、压强以及点缺陷的存在对氧空位形成能的影响,还讨论了氧空位对材料容量的影响.结果表明,氧空位的形成能随温度的升高而下降,随氧分压的降低而降低.对于带电氧空位(Vo^(+1),Vo^(+2)),空位形成能随着费米能级的升高而增加.研究还表明,氧空位的形成对Li_(1.167)Ni_(0.167)Co_(0.167)Mn_(0.5)O_(2)材料中电荷密度分布的影响是相当局域的,Vo^(0)氧空位形成后仅在氧空位附近的Mn离子周围出现明显的电荷密度的重新分布.此外,计算了氧空位附近存在阳离子空位以及替位点缺陷对氧空位形成能的影响.结果显示,Mn空位的存在能够明显地促进氧空位的产生.另外,当Mn被Mo或Fe原子替位时,氧空位的产生会受到抑制.

室内主题乐园声学设计研究与实践

室内主题乐园将游乐活动集中布置在一个大型封闭空间内,游乐设施的运转声、广播音响声、游客的喧闹声以及各种设备产生的噪声构成了复杂的声环境。室内主题公园的声环境好坏,关系到游客、工作人员的安全和健康,并会影响整体的游玩体验。文章系统研究了影响室内主题乐园的声环境以及声舒适度的因素,对室内主题乐园的声学设计提出了有关建议。