二维金属硼化物作为Li离子电池电极特性的研究开题报告

1. 研究目的与意义

一般分析认为，锂离子电池作为一种化学电源，指分别用两个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。

当电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入，放电时反之。

锂离子电池是物理学、材料科学和化学等学科研究的结晶。

2. 国内外研究现状分析

按照时间进程，锂离子电池的发展可以分为以下阶段：锂离子电池产生阶段(19501980年)、锂离子电池快速发展阶段(19802000年)和锂离子电池发展的新阶段(2000年至今)。

由于碱金属具有比较负的氧化还原电位，因此很容易被人们想到用作电池的负极材料。

在所有的碱金属中，锂具有最负的氧化还原电位和最高的比容量3.86ah/g，以至于锂电池在所有电池中理论能量密度最高。

3. 研究的基本内容与计划

1. 研究内容本设计总的思路是以第一性原理计算为指导，研究二维单层金属化合物作为锂离子电池电极材料。

主要研究工作可划分为两部分内容：（1）二维单层mob作为锂离子电池正极材料电子结构的第一性原理计算；2. 研究方法及技术路线课题以cmcm空间群的moalb结构为基础，利用materials studio软件建立二维单层金属硼化物（mob）模型,观察建立的模型，并成功后提取结构参数进行第一性原理计算。

第一性原理计算方法即从头算（abinitio），可以确定已知材料的结构和基础性质，并实现原子级别的精准控制，是现阶段解决实验理论问题和预测新材料结构性能的有力工具。

4. 研究创新点

二维单层mob不久前通过实验从体结构中剥离出来，在室温条件下仍然稳定。

为锂离子电池制作向体积小、轻薄发展，嵌入到各种设备中。

目前使用的正极材料理论容量很低，难以满足目前对于高比能量电池的需求，因此高理论比容量的电池正极材料成为当今研究的重点。