第三章 C2N材料作为锂和钠离子电池电极的性能研究 -15-

3。1 C2N材料结构模型 -15-

3。2 Li和Na在C2N材料上的吸附 -16-

 3。2。1 Li和Na在C2N材料中的吸附位置及吸附机理 -16-

 3。2。2 Li和Na在C2N材料中的吸附性能 -19-

   3。2。3 常温下C2N材料吸附Li和Na的情况 -22-

结论 -24-

致  谢 -26-

参考文献 -27-

第一章 绪论

1。1 引言

近几年来，随着经济的高速发展，我国对能源的需求日益迫切。而化石燃烧产生的温室气体会造成全球变暖，海平面上升，气候异常。各种有害有毒的气体还会导致环境恶化，形成酸雨，影响人们的健康。另外，对能源紧张和对能源的争夺会引发世界范围内的政治经济局势动荡不安。二十世纪六七十年代爆发的燃油危机迫使人类去探寻新的可代替能源。伴随着人口的日趋增长，自然界的矿石能源越来越不够用，这迫使人类进一步提高对矿藏资源的利用率，毫无疑问，可以贮存能量并且可靠，便于携带的化学电池是人们的首选。可再生能源的利用需要高性能的能源存储和转换设备，尤其是对于零星能源的使用，比如风能，太阳能等。电子技术的不断进步促使各种移动电子设备突飞猛进，层现叠出，如笔记本电脑，单反相机和手机等的普及推行，我们必须寻找新的电池体系来支持这些电子设备的使用。近几年，对节能环保的重视和普及，电动汽车，混合动力汽车等新能源领域越来越受到重视，这对移动储能设备提出了更加苛刻的要求。此外，军事，航空航天等领域也需要使用移动储能设备。可见，发明和寻找性能更好的电池和电池材料是一件多么迫在眉睫的事情。论文网

1。2锂离子电池及其电极材料的研究现状

1。3钠离子电池及其电极材料的研究现状

第二章 理论计算基础

随着计算机，扫描隧道显微镜等大型设备的发明，人类对物质世界的认识也在不断地积累。物理学家，化学家们对物质内部结构的描述也日趋完善。而计算机硬件和计算方法的发展为此提供了有力的工具，已经成为计算材料科学的重要基础和核心技术[26,27]，借助这些工具，人们可以从理论上分析和理解离子电池工作过程中涉及到的物理学原理。而对这些问题的深入全面认识又反过来促进了电池性能的提高。C2N作为一种新颖的二维纳米材料，本文系统的研究了其作为离子电池的阳极材料的性能。主要涉及到第一性原理法，分子动力学法和密度泛函理论。本章将逐个介绍这几种计算方法。

2。1第一性原理

这个世界是由微小的单元组成的，这种微小的单元能量很低，以至于小到可以组成稳定的分子和原子，比如固体，液体和气体。这种系统的各式各样的组合方式导致了丰富多样的物理现象的产生。正因为如此，研究凝聚态物理领域的理论是一个非常具有挑战性的任务。在大多数情况下，处理这种问题的方法是选择一个特定的宏观对象，以深入研究实验，建立经验或者半经验模型来描述观察到的实验结果。而第一性原理法是完全不同的。我们知道，所有的系统都是由一个一个微小的原子组成的，进而是带正电的原子核和一些带负电荷的电子。原子之间的相互作用，如共价键，离子键，是由电子和原子核之间的相互作用形成的。所有的物理凝聚态体系的交互都最终来自这些相互作用。如果我们可以精确地确定这些交互模型，那么所有的复杂的源自这些相互作用的物理表象，应该都会自然地在我们的计算之中表现出来。物理中大多数描述凝聚态体系中电子与原子核之间的相互作用的问题都是相对简单的，计算中只有两种行为由量子力学决定的的粒子。而第一性原理计算真正困难的地方，与其说是物理的复杂性，倒不如说是数值计算公式的确定。准确，高效的理论和计算技术往往是第一性原理计算的核心。文献综述