从反应力场的分子动力学模拟到实验验证：硅负极循环缺陷的分析

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【研究背景】 随着锂离子电池的广泛应用，负极材料的选择显得尤为关键。硅，作为一种潜力巨大的合金材料，以其高达4200 mAh/g的理论容量而备受关注。然而，硅颗粒在充放电过程中会发生超过300%的体积膨胀，导致材料的开裂和粉化，进而破坏负极材料与集电体之间的连接。这种劣化过程不仅导致电池容量的显著衰减，还严重影响循环性能，成为硅负极材料实际应用的主要障碍之一。 此外，由于硅负极在循环过程中表现出复杂的多尺度和多场耦合，基于微观尺度的机理分析更能好地揭示本质，分子动力学便是这一层面的一个很好的研究手段。新兴的反应力场型势函数在描述反应态过程中有着更高的准确性和可靠性，为锂硅充放电循环过程的分子模拟提供了良好的工具。 【工作简介】 本文通过基于反应力场的分子动力学仿真的手段，对不同尺寸 ………………………………