密度泛函理论在高电压电解液设计中的应用

摘要

基于密度泛函理论的量子化学计算为高电压电解液的配方设计提供了理论基础.运用Gaussian软件可以有效模拟电解液中某一成分的分子构型和溶剂化状态,计算出化合物的分解路径与分解产物,进而大幅缩短电解液研发周期.本文回顾了近年来该计算方法在锂离子电池电解液研究中的相关进展,并以高电压电解液为例,介绍了该理论在溶剂氧化电位计算方面的应用,结合分子模型的优化,实现了计算值与实验值的基本统一.此外,详细阐述了砜类、氟类、离子液体等几种新型高电压溶剂和磷酸酯类、硼类、腈类等几种成膜添加剂的应用.相信今后随着动力学理论的完善和计算机技术的优化,该方法在高浓度电解液、固液界面作用机理等当前难以实现的理论模拟问题方面的应用指日可待.