《表2 ε-Lix(VOPO4)4(x=0、1和2）的电荷布居和键布居分布》

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《锂电池正极材料ε-VOPO_4的第一性原理计算》

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为了阐明不同原子之间的相互作用，表2给出了ε-Lix（VOPO4）4化合物的电荷布局分布和键的布居分布.在ε-Lix（VOPO4）4中，5个不等价氧原子（O1、O2和O3、O4、O5）分别与金属原子的相互作用不同，因此本文取平均值代表不同O原子与金属原子间的相互作用[14].由表2可知，锂原子的净电荷（1.03 e、1.06 e）与其形式电荷（+1 e）非常接近，说明Li离子与O离子间为纯离子键，意味着高电离度有利于Li离子在ε-VOPO4中的循环脱嵌.V离子净电荷（1.44 e、1.33 e）与其形式电荷（+4 e）的偏差表明ε-Lix（VOPO4）4中V离子与O离子间分别形成了强共价键.P离子净电荷（2.34 e、2.29 e）与形式电荷（+4 e）的偏差表明ε-Lix（VOPO4）4中的P离子与O离子和V离子与O离子一样形成了强共价键.通过计算键的布居分布可以定量评估键的强度，正键和负键分别代表成键态和反键态，键能越大，共价度越高，而其值接近0表示2个原子间没有明显的相互作用[15].Li—O键的键能（-0.1 e、-0.02 e）接近0表明ε-Lix（VOPO4）4中的Li与O间没有明显的相互作用.V—O键的键能在嵌入1个Li原子和2个Li原子后分别减小了0.007 e和0.002 e，这说明在Li的嵌入过程中V—O键没有发生变化.而P—O键的键能在嵌入1个Li原子和2个Li原子后分别减小了0.003 e和0.004 e，这说明在Li的嵌入过程中P—O键也没有发生变化.综上所述，在锂离子的脱嵌过程中，ε-VOPO电极材料的结构具有较高的稳定性.