硅功能化石墨烯負極材料的最優(yōu)化初始構形

編號：NMJS07216

篇名：硅功能化石墨烯負極材料的最優(yōu)化初始構形

作者：惠治鑫 柳小林

關鍵詞： 硅功能化石墨烯 分子動力學 缺陷 勢函數(shù) 彈性模量

機構： 寧夏師范學院物理與電子信息工程學院

摘要： 硅功能化石墨烯作為鋰離子電池的陰極材料,其最優(yōu)化的初始構形會提高電池的可逆容量、充放電速率和使用壽命.文中應用分子動力學方法,采用Tersoff勢函數(shù)與LJ勢函數(shù),結合速度形式的Verlet算法,對硅功能化石墨烯進行了弛豫和拉伸等力學性能模擬,提出了材料最優(yōu)化的構形.通過對不同硅原子分布、不同硅碳比、不同空位缺陷率、不同拉伸速度和不同溫度對材料的體積、勢能、彈性模量、拉伸應變、強度等性能的影響進行了模擬.研究表明,硅原子隨機分布時的系統(tǒng)勢能最大,體積變化介于橫向分布和交叉分布之間,模型的力學性能參數(shù)也最高;硅原子數(shù)目越多,模型表面褶皺越明顯,系統(tǒng)的勢能越低,體積也越大;當硅碳比為3.28%時,力學性能參數(shù)最大;空位缺陷率越大,模型系統(tǒng)勢能越高,體積越大;當缺陷率為1%時,材料的力學性能參數(shù)最高;力學性能參數(shù)隨著拉伸速率和拉伸溫度的變大而減小;當速率為0.5nm·s^-1,溫度為300K時,材料的力學性能最好.