反钙钛矿Li3OX (X=F,Cl,Br)快离子导体的密度泛函研究

摘要：

作为一种很有希望的固体电解质材料,新近发现的Li3OX(X=F,C1,Br)系列材料因较高的离子电导率和宽的电化学窗口受到广泛关注,然而众多研究指出,此类反钙钛矿结构材料相对于分解产物Li2O和LiX,室温下为亚稳态.本工作利用第一性原理计算方法研究了Li3OX(X=F,Cl,Br)系列材料的晶体结构和电子结构,结果表明它们都具有立方晶胞和较宽的电化学窗口.进一步结合声子谱计算和准简谐近似方法研究了3种反钙钛矿材料的晶格动力学稳定性以及热力学稳定条件,结果表明,不同种卤素成分材料的热稳定性有较大差异,热力学稳定条件也不尽相同,Li3OF在模拟的温度和压力范围内始终无法热力学稳定,同时高温利于Li3OC1相的稳定,而Li3OBr则倾向于在高压下热力学稳定,这些差异可能是由于卤素原子与氧原子的相对大小差异导致.模拟结果与实验合成Li3OC1的条件定性符合,一定程度上解释了亚稳态Li3OX反钙钛矿材料能够合成的原因.

关键词：反钙钛矿、固体电解质、第一性原理计算、热力学稳定性

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分类号：O646.1(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金重点基金11234013;北京市科技计划D161100002416003;国家高技术研究发展计划8632015AA034201项目

在线出版日期：2016-10-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：725-729