[发明专利]硼烯/硫化钼复合材料构型的模拟方法

说明书

本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及硼烯/硫化钼复合材料构型的模拟方法；本发明的方法包括对硼烯/硫化钼复合材料的初始模型进行锂原子吸附，经优化后找到硼烯/硫化钼复合材料各个层面锂原子吸附稳态位置，并计算出吸附过程锂原子的吸附能；让锂原子在硼烯/硫化钼复合材料的各个层面的稳态位置间扩散，计算每条扩散路径需克服的能垒值；对硼烯/硫化钼复合材料的初始模型进行嵌锂；对嵌锂后的硼烯/硫化钼复合材料体系进行最大理论锂容量的计算。本发明的方法能用于模拟计算出一种稳定的硼烯/硫化钼复合材料构型。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及硼烯/硫化钼复合材料构型的模拟方法。

背景技术

随着二维材料制造的不断进步，硼烯被成功研发。硼烯拥有六元环结构，具有平面的各向异性，显示金属性和“褶皱”状的表面，在金属离子储存，快速原子扩散和导电方面的具有很大的潜在应用。硼烯完全锂化后的化学式为Li_0.75B，理论容量为1860mAh/g，比阳极石墨(372mAh/g)高4倍。但是硼烯褶皱单层片缺乏稳定性，与金属或半金属表现出弱结合性，需要吸附在贵金属基底上，才能更能稳定存在。所以在考虑将硼烯作为电极材料时，为了它的稳定性，需要将硼烯与一种材料复合来一同用作电极材料。

发明内容

本发明的目的在于提供硼烯/硫化钼复合材料构型的模拟方法，用于模拟计算出一种稳定的硼烯/硫化钼复合材料构型。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种硼烯/硫化钼复合材料构型的模拟方法，包括：

对硼烯/硫化钼复合材料的初始模型进行锂原子吸附，经优化后找到硼烯/硫化钼复合材料各个层面锂原子吸附稳态位置，并计算出吸附过程锂原子的吸附能；

让锂原子在硼烯/硫化钼复合材料的各个层面的稳态位置间扩散，计算每条扩散路径需克服的能垒值；

对硼烯/硫化钼复合材料的初始模型进行嵌锂；

对嵌锂后的硼烯/硫化钼复合材料体系进行最大理论锂容量的计算。

在可选的实施方式中，硼烯/硫化钼复合材料的初始模型的建立方法包括：

将已知的硼烯和硫化钼晶体结构数据导入Material Studio软件中的DMol3模块。

在可选的实施方式中，硼烯/硫化钼复合材料的初始模型的建立方法，具体包括：

硼烯和硫化钼之间空隙层厚度选为模拟空间上方选用大于的真空层，选取2×2超晶胞，在三个方向均采用周期边界条件。

在可选的实施方式中，硼烯/硫化钼复合材料的初始模型的建立方法，具体还包括：

用自旋极化广义梯度近似GGA和Perdew-Burke-Ernzerhof泛函作为交换关联函数，并采用DNP函数作为原子基组，几何优化采用共轭梯度法，收敛标准分别为能量收敛判据为1.0×10^-5Ha，最大作用力收敛判据为最大原子位移判据为布里渊区K点取样选择为7×7×1。

在可选的实施方式中，对硼烯/硫化钼复合材料的初始模型进行锂原子吸附，包括在硼烯/硫化钼复合材料的中间层、上方和下方分别吸附。

在可选的实施方式中，吸附能的计算公式为：

E_ad＝E_总-E_基底-E_吸附原子；

其中，E_总代表硼烯/硫化钼复合材料吸附了锂原子后的总能量，E_基底代表硼烯/硫化钼复合材料吸附前的总能量，E_吸附原子代表锂原子的能量。