بررسی نظری خواص و رفتار LiFeSO4F به عنوان کاتد باتری لیتیم- یون با استفاده از نظریه تابعی چگالی

کاتد در باتری های لیتیم-یون مهمترین بخش و تعیین کننده کارآیی و رفتار این وسایل ذخیره انرژی می باشد. ماده کاتدی LiFeSO4F با ساختار تاووریت و گروه فضایی C2/c مورد بررسی نظریه تابعی چگالی (DFT) با استفاده از کد Wien2k قرار گرفت. محاسبات با استفاده از روش های GGA، GGA+U و PBE-Fock-α (از روش های Hybrid functionals، HF) انجام شدند. محاسبات ساختاری نشان داد این کاتد پس از خروج لیتیم پایداری خود را حفظ می نماید. محاسبات ولتاژ نظری نشان داد نزدیک ترین مقادیر محاسبه شده ولتاژ به مقدار آزمایشگاهی (V 3.9) متعلق به روش هایHF و GGA+U است. بر طبق چگالی حالات (DOS) محاسبه شده، ساختار قبل از خروج لیتیم نیمه هادی نوع n و ساختار پس از خروج لیتیم نیمه هادی نوع p می باشد. با وجود اینکه به دلیل ساختار باز این کاتد انتظار می رود نرخ پذیری این کاتد مناسب باشد، با این حال ترکیب دیود بایاس معکوس اتصال p-n موجب نرخ پذیری کمتر این کاتد نسبت به کاتدهای اکسیدی شده است. برای اولین بار، نوار ممنوعه ذاتی وار و غیرذاتی وار برای این کاتد با روش های مختلف محاسبه و گزارش شدند.

کلیدواژه ها:

باتری لیتیم-یون ، کاتد ، نظریه تابعی چگالی ، LiFeSO4F