近期，我院教师钟克华、黄志高教授等的“第一性原理和动力学蒙特卡罗模拟研究石墨烯上锂离子扩散”研究成果在《materials》上发表。
论文简介如下：
结合第一性原理计算方法和动力学模特卡罗方法研究了锂离子在石墨烯上的扩散。研究内容及结果如下：首先，基于第一性原理计算得到的单离子和双离子吸附体系的锂离子扩散活化能，推导出一个预测多离子吸附体系的锂离子扩散活化能的新方程；其次，计算得到的锂离子扩散系数随温度的变化关系符合Arrhenius 方程；最后，离子扩散系数随锂离子浓度的变化在低锂离子浓度区大致符合电化学交流阻抗技术中用于估算扩散系数的方程，而在高锂离子浓度区则严重偏离此扩散系数估算方程。研究表明，锂离子间的相互作用以及锂离子与石墨烯碳原子的相互作用都将影响锂离子的扩散，这使得锂离子扩散系数估算问题更具多变性和复杂性。
(a)双离子吸附体系，离子跃迁路径示意图。双离子吸附体系Li+1沿路径(b)B1-C1, B1-A1和B1-D1; (c) D1-A1的能量曲线。
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