Al^3+、Sc^3+掺杂的LiMn_2O_4电子结构和平均嵌入电压研究

采用密度泛函理论方法研究了锂离子正极材料LiMn2O4电子结构及金属掺杂对其平均嵌入电压的影响。嵌锂前后差电荷密度分析表明，Mn2O4嵌锂过程中，0、Mn均得到Li给出的电子，且以0得电子为主。A13＋和Sc3＋取代LiMn2O4原胞中的Mn掺杂研究表明，AJ3＋和Sc3＋在嵌锂过程中不参与和Li的电子交换，因而导致掺杂体系具有较大的嵌人电压。且Al3＋、Sc3＋掺杂导致LiMn2O4电极材料稳定性提高，材料密度减小，因此A13＋和Sc3＋可作为较佳的锂离子正极掺杂材料。