关于硫化电池中的多硫化和硫化集群的第一原则调查
Xiaoli Jiang1, Jianbao Wu1, Panyu Zhang1
1School of Mathematics, Physics and Statistics, Shanghai University of Engineering Science 333 Longteng Road Shanghai 201620 China wujianbao@sues.edu.cn.
RSC advances
|July 13, 2023
概括
由于低成本的材料,硫电池显得有前途. 纳米级硫化集群提供了更好的性能,这项研究确定了稳定的结构和最佳的电解质条件,以增强电池功能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 硫 (Mg-S) 电池由于和硫的丰富性和低成本,对储能具有吸引力.
- 与散装MgS相比,纳米级硫化 (MgS) 集群显示出更高的电池性能.
- MgS和 (MgS) 集群的结构,稳定性和性能特征在很大程度上仍未被探索.
研究的目的:
- 确定MgxSy和 (MgS) n集群 (x, y = 1-8; n = 1-10) 中最稳定的结构.
- 调查电解质溶剂介电常数对MgS和 (MgS) 集群稳定性的影响.
- 为改善Mg-S电池性能提供MgS集群的行为见解.
主要方法:
- 使用结构搜索方法来识别潜在的稳定配置.
- 密度函数理论 (DFT) 的计算被用来计算所识别的结构的能量和属性.
- 预测红外和拉曼光谱有助于实验验证.
主要成果:
- 该研究确定了MgxSy和 (MgS) n集群的稳定结构,表明MgS3和Mg6S8可能不是稳定的排放产品.
- (MgS) n集群 (n ≥ 5) 呈现出稳定的,类似子的结构,从而最大限度地减少悬挂的债券.
- 电解液溶剂,特别是C3H6O (ε = 20.7) 的过电常数增加,提高了MgS和 (MgS) 集群的稳定性,延迟了MgS的形成.
结论:
- 这项研究阐明了MgS和 (MgS) 集群的稳定结构和特性.
- 这些发现强调了电解质选择在稳定MgS物种中的关键作用,这对Mg-S电池的性能至关重要.
- 预测的光谱数据为实验验证和Mg-S电池技术的进一步发展提供了指南.
