《表1 普鲁士蓝和不同掺杂镍比例普鲁士蓝结构的晶格常数和脱钠前后晶格常数的变化》

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《钠离子电池正极材料普鲁士蓝掺镍的第一性原理》

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对不同比例的Ni掺杂结构进行优化，掺Ni比例为0.5（即用Ni替代所有高自旋Fe）的优化后结构如图1(c，d）所示。对于不同Ni掺杂比例的结构和脱嵌钠的晶格常数以及晶格常数的变化，如表1所示。从表可见，当掺Ni量为0.5时（即所有高自旋Fe都被Ni替代了），在钠离子脱嵌过程中，材料的晶格常数变化小于1%，材料满足零应变。而掺Ni比例小于0.5时，材料并不满足零应变。通过对不同比例的掺Ni结构进行对比发现，当掺Ni比例为0.5时，材料的对称性最高，结构最稳定，在钠离子脱嵌过程中满足零应变。而在掺Ni比例分别为0.125和0.375时，材料的对称性较低，材料脱嵌钠过程中晶格的变化较大。因此，只有Ni掺杂比例保持在合适的比例使材料具有较高的对称性，才能提高结构稳定性。在接下来的掺杂研究中，可以选择在能提高材料容量的基础上，调控掺杂比例来达到较高对称性，从而得到稳定的结构，提高材料的循环稳定性。