[发明专利]一种层状正极材料结构稳定性的分析方法

权利要求书

1.一种层状正极材料结构稳定性的分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)构建模型：针对层状正极材料的原子构成、空间群和晶胞参数，基于第一性原理密度泛函理论，利用Vienna ab initio simulation package(VASP)程序包构建晶胞模型；

(2)优化模型：采用模拟优化软件VASP对所构的层状正极材料晶胞模型进行结构优化，获得能量最低的最优结构模型；

(3)数据采集：采集优化后模型中过渡金属原子与氧原子组成的八面体和锂原子与氧原子组成八面体的键参数与角度参数；

(4)畸变度计算：将步骤(1)中获取的键参数与角度参数分别代入键长畸变公式和角度畸变公式，计算得到过渡金属-氧八面体与锂-氧八面体的畸变程度，畸变度较小的材料相对稳定，从而判断材料的结构稳定性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中构建的层状正极材料模型包括LiCoO₂、LiNiO₂、LiFeO₂、LiMnO₂和Li₂MnO₃或各种元素掺杂的层状材料。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中优化模型时采用由以下参数构成的群组：平面波的截断能设置为700e V；费米能级采用高斯展宽，设置为0.05e V；收敛标准为计算自洽迭代过程中简约布里渊区中采用了5×5×2的Monkhorst-Pack k网格；计算结果中选用能量最低的模型做为优化模型，其晶胞参数与实验值相差±5％认为模型真实可靠。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中采集的数据均来由优化后的输出文件在VESTA读取获得，键长为八面体中顶点原子到中心原子的距离，角度各键与相邻键的夹角，每个八面体中包括6个键参数与12个角度参数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)中所述角度畸变公式为其中θ_i为八面体中各键与相邻键的夹角。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)中所述键长畸变公式为其中R_i为八面体中各键的键长,为八面体中各键的平均键长。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)中判断材料的结构稳定性的方法为：将不同材料的键长/角度畸变度进行对比，畸变度较小的材料相对稳定，从而分析出两种以上材料间稳定性的强弱。