Mg,Al掺杂对LiCoO_2体系电子结构影响的第一原理研究  

Ab initio study of the effects of Mg, Al doping on the electronic structure of LiCoO_2

作　　者：徐晓光[1] 魏英进[1] 孟醒[1] 王春忠[1] 黄祖飞[1] 陈岗[1] 

机构地区：[1]吉林大学麦克德尔米德实验室

出　　处：《物理学报》2004年第1期210-213,共4页Acta Physica Sinica

基　　金：国家自然科学基金 (批准号 :5 0 2 72 0 2 3 );国家重点基础研究发展规划项目 (批准号 :2 0 0 2CB2 1180 2 )资助的课题~~

摘　　要：为了研究Mg ,Al掺杂对锂二次电池正极材料LiCoO2 体系的电子结构的影响 ,进而揭示Mg掺杂的LiCoO2 具有高电导率的机理 ,对Li(Co ,Al)O2 和Li(Co,Mg)O2 进行了基于密度泛函理论的第一原理研究 .通过对能带及态密度的分析 ,发现在Mg掺杂后价带出现电子态空穴 ,提高了电导 ,并且通过歧化效应 (disproportionation)改变了Co 3d电子在各能级的分布 ,而Al掺杂则没有这些作用 .O2 - 的离子性在掺杂后明显增强 .In order to investigate the effect of Mg, Al doping on the electronic structure of LiCoO 2, and to find the mechanism of high electronic conductivity in Mg-doped LiCoO 2, we have carried out first-principles calculations based on density-functional theory (DFT) for LiCoO 2, Li(Co, Al)O 2 and Li(Co, Mg)O 2 systems. Studies of band structures and densities of states show that hole states, which enhance the conductivity of semiconductor, appear in the valence bands of Mg-doped material, and the effect of charge disproportionation changes the distribution of Co-3d states in different energy levels. The ionicity of O 2- increases with Mg and Al doping.

关 键 词：镁 铝 掺杂 钴酸锂 电子结构 电导率 密度泛函理论 歧化效应 电池正极材料 能级分布 

分 类 号：O738[理学—晶体学]