申请/专利权人：湘潭大学

申请日：2023-12-27

公开（公告）日：2024-05-28

公开（公告）号：CN118098446A

主分类号：G16C60/00

分类号：G16C60/00;G16C10/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.06.14#实质审查的生效;2024.05.28#公开

摘要：本发明公开了一种基于Ga掺杂从原子尺度上调控LaOCl储氯性能的方法，使其具有高氯离子电导率以及良好的力学性能和电化学稳定性。本发明采用第一性原理和分子动力学的计算方法对Ga掺杂LaOCl体系的结构及其相关物理化学性能进行了系统研究。首先，通过对各组成成分化学势的筛选与优化，获得合成最稳定Ga掺杂LaOCl体系La1‑xGaxOCl所需的生长条件；然后分析La1‑xGaxOCl的晶格常数、层间空隙体积变化率、弹性常数、能带带隙和氯离子电导率之间的内在关联，获得了Ga掺杂调控LaOCl的内在机理，从而进一步确定最优Ga掺杂LaOCl体系为La0.75Ga0.25OCl，其不仅具有优异的力学性能和较宽的电化学窗口，同时其在室温下氯离子导电率高达5.34×10‑3Scm。此外，本发明同时为其他氯离子固态电解质的设计与优化提供了可借鉴的方法。

主权项：1.一种基于Ga掺杂从原子尺度上调控LaOCl储氯性能的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：分析并优化Ga掺杂LaOCl体系各组成成分的化学势，并计算其形成能，从而获得合成其稳定结构所需的生长条件；步骤2：优化具有Ga掺杂LaOCl体系La1-xGaxOCl的晶体结构，获得其层间空隙的体积变化率，能带带隙与Ga掺杂浓度的内在关联；步骤3：采用从头算分子动力学AIMD方法分别计算了La1-xGaxOCl在不同温度下的氯离子电导率，发现La0.75Ga0.25OCl均具有最优的氯离子电导率；步骤4：采用van-Hove函数的方法分别获得氯离子在LaOCl和La0.75Ga0.25OCl中的扩散机理；步骤5：采用从头算分子动力学AIMD方法分析La0.75Ga0.25OCl的热稳定性；步骤6：研究La1-xGaxOCl中La离子与O离子的Bader电荷随Ga浓度x的变化规律和La-5d与O-2p轨道杂化程度，从而进一步分析La0.75Ga0.25OCl的结构稳定性；步骤7：通过计算延展性的方法分析La0.75Ga0.25OCl的力学性能；步骤8：借助pymatgen库计算La0.75Ga0.25OCl的电化学窗口。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 湘潭大学 一种基于Ga掺杂从原子尺度上调控LaOCl储氯性能的方法

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