近日,胡望宇教授领衔的先进能源材料模拟研究中心在能源材料类期刊《Energy Storage Materials》(实时影响因子>13)发表文章“Atomistic Insights into the Reaction Mechanism of Nanostructured LiI: Implications for Rechargeable Li-I2 Batteries”。
本文应用从头计算分子动力学和密度泛函理论研究了直径约为1nm的LiI颗粒的脱锂(充电)过程。该研究首次发现充电末期(或放电初期)的中间产物存在超长链多碘离子,且锂-碘电池放电时的高电压平台于超长链多碘离子的形成有关。本工作还研究了单壁碳纳米管限域效应对充放电产物的影响,发现限域效应会抑制超长链多碘离子的形成,并降低放电电压。
本文已在线发表在https://doi.org/10.1016/j.ensm.2018.07.016,通讯作者为胡望宇教授和邓辉球教授。本工作的第一作者为助理教授刘智骁,这是他2017年入职材料科学与工程学院以来在该领域发表的第三篇高水平文章(另外两篇见Energy Storage Materials 14(2018)129­–135,Journal of Materials Chemistry A 6(2018) 7807–7814)。
图1:LiI纳米颗粒脱锂过程中的构型演化。
图2:第一性原理模拟的几种典型中间产物的拉曼图谱。
图3:LiI在单壁碳纳米管中的脱锂过程。