Статьи автора

Моделирование адсорбции лития в 4H–SiC, переноса электронов и термодинамических функций соединений системы Si–C–Li

Номер выпуска 11 от 12.09.2025

Используя теорию функционала плотности (DFT) исследованы адсорбционные, электронные и термодинамические свойства 2×2×1 и 3×3×1 суперъячеек бинарных соединений A_nB_m = 4H–SiC , a – Li₂C₂, Li_nSi_m) системы Si–C–Li. Установлено, что теоретическая емкость гексагонального политипа 4H–SiC, больше, чем у графита (370 мА⋅ч/г), используемого в качестве анодного материала для литий-ионных аккумуляторов. Кристаллические соединения A_nB_m обладают электронной проводимостью. При DFT-расчетах использовали обменно-корреляционный функционал в рамках обобщенного градиентного приближения (GGA PBE). Рассчитаны параметры кристаллической структуры, энергия адсорбции адатома Li_ads на подложке 4H–SiC, электронная зонная структура и термодинамические свойства суперъячеек соединений A_nB_m . Определены термодинамически выгодное расположение Li_ads и стабильная конфигурация суперъячеек 4H–SiCads>. Проведены DFT-расчеты энтальпии образования соединений A_nB_m в тройной системе Si–C–Li. Вычисленные характеристики соединений A_nB_m согласуются с экспериментальными данными. Используя стандартные термодинамические потенциалы соединений A_nB_m и изменение энергии в твердофазных реакциях обмена между этими соединениями установлены равновесные конноды в концентрационном треугольнике Si–C–Li. Построено изотермическое сечение фазовой диаграммы Si–C–Li при 298 К.

10 0