Al^(3+)、Sc^(3+)掺杂的LiMn_2O_4电子结构和平均嵌入电压研究

采用密度泛函理论方法研究了锂离子正极材料LiMn2O4电子结构及金属掺杂对其平均嵌入电压的影响。嵌锂前后差电荷密度分析表明,Mn2O4嵌锂过程中,O、Mn均得到Li给出的电子,且以O得电子为主。Al3+和Sc3+取代LiMn2O4原胞中的Mn掺杂研究表明,Al3+和Sc3+在嵌锂过程中不参与和Li的电子交换,因而导致掺杂体系具有较大的嵌入电压。且Al3+、Sc3+掺杂导致LiMn2O4电极材料稳定性提高,材料密度减小,因此Al3+和Sc3+可作为较佳的锂离子正极掺杂材料。