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LiZr₂(PO₄)₃ 고체 전해질 Li-air 전지의 Al 도핑에 따른 리튬 이온 수송 특성 : 실험 및 분자 동역학 연구
Bhargav Akkinepally,Neelakanta Reddy Ithereddy,Jaesool Shim(심재술) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4
지난 수십 년에서 NASICON의 결정 성 그룹은 높은 이온 전도성을 위해 급격한 발전을 이루고 미래의 리튬 전지의 유망한 후보가 되었습니다. 이 연구에서는 입계 저항, 이온 확산 및 순수 LZP (리튬 지르코늄 포스페이트)의 전도도에 대한 Al 도펀트의 체계적인 이중 효과에 초점을 맞추고있었습니다. LAMMPS (큰 원자 / 분자 초 병렬 시뮬레이터) 도구는 위의 수송 특성에 대한 불순물의 영향을 결정하기 위해 사용되어 있었습니다. 이러한 시뮬레이션은 원자 버킹엄 잠재력을 기반으로 합니다. 리튬 공기 전지의 Li<sub>1+x</sub>Al<sub>x</sub>Zr<sub>2-x</sub> (PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> 고체 전해질의 프레임 워크는 다양한 온도에서 분석되고 있습니다. 계산 결과는 실험 결과와 일치하고 있기 때문에 계산 코드를 확인합니다. Al 도핑은 Li 이온 전도성과 확산 계수 모두에 크게 영향을 줍니다. In the last few decades, crystalline group of NASICON due to its high ionic conductivity have experienced a sharp development and became a promising candidate for the future lithium batteries. In this research, we focused on a systematic dual effect of Al dopant on the grain boundary resistance, ionic diffusion and the conductivity on the pure LZP (Lithium Zirconium Phosphate). LAMMPS (Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator) tool had been used to determine the dopant effect on the above mentioned transport properties. These simulations were based on the interatomic Buckingham potentials. The framework of Li<sub>1+x</sub>Al<sub>x</sub>Zr<sub>2-x</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> solid electrolyte for Li-air batteries have been analyzed at different temperatures. The computational results are in agreement with the experimental results and hence validating the computational code. The Al doping significantly effects both the Li-ion conductivity and the diffusivity.
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