[发明专利]以磷烯作为负极材料的电池性能预测方法

权利要求书

1.一种电池性能的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

模型构建：确定电池负极材料的结构及相关稳定结构数据，确定碱金属原子在负极材料表面的不同吸附位；

理论计算：进行碱金属原子在负极材料表面的吸附计算和迁移计算；

结果分析：根据吸附计算结果，获得不同吸附位的吸附高度、吸附能和体系形变；根据迁移计算结果，获得各个过渡态的迁移激活能和各迁移路径的迁移激活能；

电池性能预测：根据碱金属原子在负极材料表面的吸附能，并与碱金属原子自身结合能比较，得到电池的安全性数据；根据负极材料吸附碱金属原子后体系的形变，得到电池的循环寿命数据；根据碱金属原子在负极材料表面的迁移路径的迁移激活能，得到电池的功率密度数据；

所述负极材料选用磷烯；所述磷烯是由磷原子组成的蜂窝状晶体结构，由上、下两个半层磷原子组成的，上下层间距为选取晶格常数

在周期性边界条件的情况下，计算采用的衬底为3×3磷烯超胞，内含36个P原子，定义x轴与y轴位于磷烯平面内，z轴垂直于磷烯表面，z轴方向取的真空层，从而忽略磷烯之间与碱金属原子之间的作用力；

所述碱金属原子包括锂原子、钠原子和钾原子中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的电池性能的预测方法，其特征在于：

所述碱金属原子在所述磷烯表面吸附时存在的高对称位包括：心位、桥位和顶位中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的电池性能的预测方法，其特征在于：

所述理论计算中，对离子实和价电子的相互作用采用缀加平面波方法来描述，交换关联泛函采用局域密度泛函中的PBE方法，参数设置是平面波截断能为350eV，离子步的能量收敛标准为以Monkhorst-Pack方法产生k点，计算时k点设置为5×5×1，迭代过程能量收敛标准1×10^-4eV；迁移计算采用NEB算法。

4.根据权利要求1～3任一项所述的电池性能的预测方法，其特征在于：

所述模型构建采用MS软件，计算软件采用VASP软件。