%0 Journal Article
%T 铌在铁位掺杂对LiFePO4电子结构和性能的影响
%A 李学良
%A 肖正辉
%A 陈洁洁
%J 硅酸盐学报
%D 2011
%X 基于第一原理方法，由广义梯度近似的密度泛函理论计算了Nb在Fe位掺杂的LiFePO4的电子结构，分析了掺杂量对晶胞参数和Fermi能级的影响。Nb掺杂后，晶胞参数a、b、c均呈现增大的趋势，在铌的掺量为0.10时体积从0.2808nm3增至0.2952nm3。体系几何结构发生的变化表明Nb掺杂有利于提高LiFePO4的导电性能。能带结构图中最低空轨道(lowestunoccupiedmolecularorbital，LUMO)与最高占有轨道(highestoccupiedmolecularorbital，HOMO)之间的能隙变窄，从LiFePO4的0.75eV降至LiFe0.90Nb0.10PO4的0.62eV。Nb掺杂对LUMO与HOMO之间的能隙有较大的影响，掺杂体系由Nb的4d5s轨道和Fe的3d4s轨道共同提供电子，掺杂使导电性增强。系统的态密度图中Fermi能级移入导带，Fermi能级附近的价带和导带的峰强度增强。Fermi能随着离子的掺杂量增大而加大，掺杂量的进一步增加，反而下降，LiFe0.95Nb0.05PO4结构具有最大的Fermi能3.871eV。掺杂能明显影响LiFePO4的电子结构，并提高LiFePO4的电化学性能，理论分析与实验结果相符。
%U http://www.jccsoc.com/Magazine/Show.aspx?ID=40776