| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第一章 理论计算方法介绍 | 第10-32页 |
| 1.1 基本概念 | 第10-12页 |
| 1.1.1 概述 | 第10页 |
| 1.1.2 绝热近似 | 第10-11页 |
| 1.1.3 电子结构 | 第11页 |
| 1.1.4 势能面 | 第11-12页 |
| 1.2 计算方法 | 第12-18页 |
| 1.2.1 概述 | 第12-13页 |
| 1.2.2 密度泛函理论 | 第13-14页 |
| 1.2.3 经验方法 | 第14-18页 |
| 1.3 晶体结构搜索 | 第18-26页 |
| 1.3.1 概述 | 第18-19页 |
| 1.3.2 遗传算法 | 第19-22页 |
| 1.3.3 自适应遗传算法 | 第22-25页 |
| 1.3.4 原子网络方法 | 第25-26页 |
| 1.4 使用的软件 | 第26-27页 |
| 1.4.1 LAMMPS | 第26页 |
| 1.4.2 VASP | 第26-27页 |
| 1.4.3 POTFIT | 第27页 |
| 参考文献 | 第27-32页 |
| 第二章 锂电池相关的背景知识 | 第32-50页 |
| 2.1 引言 | 第32-34页 |
| 2.1.1 储能技术 | 第32页 |
| 2.1.2 各种类型电池简介 | 第32-34页 |
| 2.2 锂离子电池 | 第34-40页 |
| 2.2.1 发展历程 | 第34-35页 |
| 2.2.2 工作原理 | 第35页 |
| 2.2.3 正极材料 | 第35-39页 |
| 2.2.4 负极材料 | 第39-40页 |
| 2.2.5 电解质 | 第40页 |
| 2.3 聚阴离子型正极材料研究进展 | 第40-44页 |
| 2.3.1 磷酸盐 | 第41-42页 |
| 2.3.2 硅酸盐 | 第42-43页 |
| 2.3.3 硫酸盐 | 第43-44页 |
| 参考文献 | 第44-50页 |
| 第三章 基于Fe-P网架的LiFePO_4低能结构搜索 | 第50-69页 |
| 3.1 引言 | 第50-51页 |
| 3.1.1 材料信息大数据 | 第50页 |
| 3.1.2 LiFePO_4材料现有数据 | 第50-51页 |
| 3.1.3 Fe-Si网架与Fe-P网架 | 第51页 |
| 3.2 计算方法与细节 | 第51-56页 |
| 3.2.1 现有数据库中的Fe-P网架 | 第52-54页 |
| 3.2.2 Fe-P网架的生成 | 第54-55页 |
| 3.2.3 O原子的添加 | 第55页 |
| 3.2.4 Li原子的添加 | 第55-56页 |
| 3.3 结果分析与讨论 | 第56-60页 |
| 3.3.1 结果与MP数据库的对比 | 第56页 |
| 3.3.2 键长分析 | 第56-57页 |
| 3.3.3 低能区势能面 | 第57-59页 |
| 3.3.4 新结构的动力学稳定性 | 第59页 |
| 3.3.5 能量规则 | 第59-60页 |
| 3.4 本章小结 | 第60-61页 |
| 3.5 附录 | 第61-66页 |
| 3.5.1 Fe-P网架的描述 | 第61-63页 |
| 3.5.2 Fe-P网架的产生 | 第63-64页 |
| 3.5.3 添加O原子和Li原子 | 第64页 |
| 3.5.4 后续的结构处理过程 | 第64-65页 |
| 3.5.5 EAM势的参数 | 第65-66页 |
| 参考文献 | 第66-69页 |
| 第四章 LiFePO_4正极材料晶体中的Fe-P网架分析 | 第69-80页 |
| 4.1 引言 | 第69页 |
| 4.2 不同种类的Fe-P网架 | 第69-72页 |
| 4.2.1 Fe-P网架的基本构型单元和形状 | 第70-71页 |
| 4.2.2 Fe-P网架的分布 | 第71-72页 |
| 4.3 不同Fe-P网架的电化学性质 | 第72-77页 |
| 4.3.1 充放电过程中不同Li组分下的相对能量 | 第72-73页 |
| 4.3.2 电压分析 | 第73-75页 |
| 4.3.3 体积和Fe-P网架变化 | 第75-76页 |
| 4.3.4 电荷变化 | 第76-77页 |
| 4.4 本章小结 | 第77-78页 |
| 4.5 附录 | 第78-79页 |
| 4.5.1 Fe-P网架种类的判定 | 第78页 |
| 4.5.2 相对形成能的计算 | 第78页 |
| 4.5.3 电压和电荷计算 | 第78-79页 |
| 参考文献 | 第79-80页 |
| 第五章 Li_xFeSiO_4(x=1)体系相变的第一性原理研究 | 第80-97页 |
| 5.1 引言 | 第80-81页 |
| 5.2 Fe-Si网架 | 第81-82页 |
| 5.3 研究方法 | 第82-86页 |
| 5.3.1 第一类方法:生成脱Li相 | 第83-84页 |
| 5.3.2 第二类方法:生成替换相 | 第84-86页 |
| 5.4 结果与讨论 | 第86-90页 |
| 5.4.1 Li-Fe交换相变 | 第86-87页 |
| 5.4.2 陷阱结构相变 | 第87-90页 |
| 5.5 本章小结 | 第90-92页 |
| 5.6 附录 | 第92-94页 |
| 5.6.1 NEB相变势垒结构 | 第92-93页 |
| 5.6.2 Pmnb-cycled相分析 | 第93-94页 |
| 参考文献 | 第94-97页 |
| 第六章 Al-Sm体系中的Sm原子网架分析 | 第97-108页 |
| 6.1 引言 | 第97-98页 |
| 6.2 研究方法 | 第98-99页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第99-104页 |
| 6.3.1 Sm-Sm原子径向分布 | 第99-101页 |
| 6.3.2 Sm-Sm配位数的分布 | 第101-103页 |
| 6.3.3 Sm-Sm多面体的角度分布 | 第103-104页 |
| 6.4 本章小结 | 第104-105页 |
| 6.5 附录 | 第105-106页 |
| 参考文献 | 第106-108页 |
| 第七章 总结 | 第108-110页 |
| 致谢 | 第110-111页 |
| 在读期间发表的学术论文 | 第111页 |
