Теоретическое исследование абсорбирования лития в аморфном и кристаллическом кремнии | Научно-инновационный портал СФУ

Теоретическое исследование абсорбирования лития в аморфном и кристаллическом кремнии

Перевод названия: A Theoretical STUDY OF lithium absorption in amorphous and crystalline silicon

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2011

Ключевые слова: diffusion, quantum chemical calculations, amorphous silicon, диффузия, квантово-химические расчеты, аморфный кремний

Аннотация: В рамках формализма DFT исследован процесс абсорбирования лития в кремнии. При помощи разработанной методики моделирования структуры аморфного кремния, в том числе с примесями, показано, что по мере увеличения содержания лития в кристаллическом кремнии образуются промежуточные аморфные фазы LixSiy вплоть до кристаллической фазы Li15Si4. Вычислено увеличение объема ячейки кремния по мере заполнения ее литием. Найдена нелинейная зависимость напряжения интеркаляции кремния литием. Рассчитан коэффициент диффузии лития в кристаллическом кремнии в пределе малой концентрации и продемонстрировано значительное ускорение диффузии лития при наличии деформации решетки, что происходит в аморфном кремнии. Рассчитанные величины могут быть использованы при создании высокоемких литий-ионных аккумуляторов с кремниевым анодом. Lithium absorption in silicon is studied at the DFT level. By means of the developed method of modeling the structure of amorphous silicon, including with impurities, it is shown that with an increase in the lithium concentration intermediate amorphous LixSiy phases, up to the crystalline Li15Si4 phase, form in crystalline silicon. An increase in the silicon cell volume, as it is filled with lithium, is calculated. A nonlinear dependence of silicon voltage on lithium intercalation is found. The lithium diffusion coefficient in crystalline silicon at a low lithium concentration is calculated and it is demonstrated for amorphous silicon that lithium diffusion is substantially accelerated by the lattice deformation inherent in amorphous silicon. The calculated values can be used in the production of high-capacity lithium ion batteries with a silicon anode.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Журнал структурной химии

Выпуск журнала: Т. 52, 5

Номера страниц: 891-899

ISSN журнала: 01367463

Место издания: Новосибирск

Издатель: Федеральное государственное унитарное предприятие Издательство Сибирского отделения Российской академии наук

Авторы

Вхождение в базы данных

Информация о публикациях загружается с сайта службы поддержки публикационной активности СФУ. Сообщите, если заметили неточности.

Вы можете отметить интересные фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.