申请/专利权人：仰恩大学

申请日：2022-04-07

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN114692417B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G16C20/50;H01M4/36

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2022.07.19#实质审查的生效;2022.07.01#公开

摘要：本发明公开的是一种JanusTMD结构可变电偶极距的LI‑S电池电极材料构建方法，该电池电极材料的构建计算方法包括以下具体步骤：构建JanusTMDs型VOTe结构模型、计算该结构模型中单原子的形成能、计算该结构模型中形成能大小随着不同比例Te的变化情况、构建的2H‑VOTe模型结构、计算层间距在之间变化时系统总能量的变化、对于两面异质结构对多硫化物的表面吸附计算、对单层和双层耦合的JanusTMDs型VOTe的xrd衍射数据模拟、计算并得到Li原子在层间的扩散系数、计算单层和层间耦合JanusTMDs型VOTe的电子态密度以及综合可得对于JanusTMDs型VOTe的模型结构构建。本发明通过利用JanusTMD材料的层间偶极距差异，设计和构建Li‑S电池的正极包裹材料或Li‑S电池的隔膜材料。

主权项：1.一种JanusTMD结构可变电偶极距的LI-S电池电极材料构建方法，其特征在于：所述材料的构建计算方法包括以下具体步骤：1构建JanusTMDs型VOTe结构模型，单层1T型是O-V-Te三明治原子片层结构构成，建立4×4个单元的超晶胞，其中，晶胞参数为V-O键长V-Te键长2计算该结构模型中单原子的形成能，得到JanusTMDs型VOTe结构模型的形成能为稳定存在；3计算该结构模型中形成能大小随着不同比例Te的变化情况，随着底层原子Te比例的增加，其形成能逐渐增大，得到制备两面异质要比两面同质的过渡金属硫化物难度要大，且随着另一面异种原子含量比例的增加而变大；4构建的2H-VOTe模型结构，双层2H型JanusTMDs结构的VOTe层与层之间是通过范德华力作用，先进行初步优化，初步优化后该2H-VOTe层间距稳定在附近，然后在层间距为之间搜寻该结构能量的最低点，得到最终结构优化后稳定结构的层间距为5根据步骤4的双层JanusTMDs模型结构，计算层间距在之间变化时系统总能量的变化，得到最低能量出现在层间距6对于两面异质结构对多硫化物的表面吸附计算，JanusTMDs型VOTe不同表面对多硫化物的吸附能力不同，得到O表面对多硫化物的吸附作用成分更多的来自于S键，Te表面对多硫化物的吸附作用成分更多的来自于Li键；7对单层和双层耦合的JanusTMDs型VOTe的xrd衍射数据模拟，模拟数据中可见双层VOTe的主峰向小角度偏移，并且出现对称的两个副主峰，双层耦合的层间距的实验测定可以通过xrd衍射数据来表征，在实验过程中可以通过峰的偏移情况来判断层间距的变化与理论模型相对应比较；8计算并得到Li原子在层间的扩散系数；9根据计算得到的Li原子的扩散系数与层间距的关系，得到在层间距为时Li原子的自扩散系数最大，扩散性最好；10计算单层和层间耦合JanusTMDs型VOTe的电子态密度，在单层VOTea和层间耦合VOTeb的分态密度图中，由于Te的d电子和O的p电子贡献，费米面能级被填充，二者的带隙均为0eV，相比于MoS2层状材料，JanusTMDs型VOTe的导电性更好，提高了Li-S电池正极材料的导电性，可以实现高比率放电能力和能量效率；11综合以上计算可得对于JanusTMDs型VOTe，可以通过调控单层VOTe中在V的上下层表面的O原子和Te原子比例变化实现该材料在多硫化物的吸附的能力强弱，通过调整上表面O原子比例从0-100％变化为Te原子可以使得单层表面的亲S性吸附变为亲Li性吸附；可以通过控制单层VOTe的层间堆叠方向和方式调整层间耦合间距大小，并通过改变层间距还可以调整Li离子和电子在材料中的迁移率。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 仰恩大学 一种Janus TMD结构可变电偶极距的LI-S电池电极材料构建方法

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