ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АБСОРБИРОВАНИЯ ЛИТИЯ В АМОРФНОМ И КРИСТАЛЛИЧЕСКОМ КРЕМНИИ
З. И. Попов1, А. С. Федоров1, А. А. Кузубов2, Т. А. Кожевникова3
1 Учреждение Российской академии наук Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН Сибирский государственный аэрокосмический университет им. акад. М.Ф. Решетнева
2 Сибирский Федеральный университет
3 Учреждение Российской академии наук Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН
zipcool@bk.ru
Ключевые слова: диффузия, квантово-химические расчеты, аморфный кремний
Страницы: 891-899
Аннотация
В рамках формализма DFT исследован процесс абсорбирования лития в кремнии. При помощи разработанной методики моделирования структуры аморфного кремния, в том числе с примесями, показано, что по мере увеличения содержания лития в кристаллическом кремнии образуются промежуточные аморфные фазы LixSiy вплоть до кристаллической фазы Li15Si4. Вычислено увеличение объема ячейки кремния по мере заполнения ее литием. Найдена нелинейная зависимость напряжения интеркаляции кремния литием. Рассчитан коэффициент диффузии лития в кристаллическом кремнии в пределе малой концентрации и продемонстрировано значительное ускорение диффузии лития при наличии деформации решетки, что происходит в аморфном кремнии. Рассчитанные величины могут быть использованы при создании высокоемких литий-ионных аккумуляторов с кремниевым анодом.
|
