一种基于密度泛函理论指导褐煤预氧化制备硬碳负极的设计方法

本发明公开了一种基于密度泛函理论指导褐煤预氧化制备硬碳负极的设计方法，首先构建包含特定结构缺陷与氧掺杂位点的硬碳基底初始模型，并通过调整泛函、基组等计算参数进行严格的几何优化以获得能量最低的稳定构型；随后，利用DFT模拟氧气在褐煤不同活性位点上的吸附结合能与微观界面作用，深入剖析电荷转移与成键规律，从而揭示预氧化过程的微观反应机制；最后，在改性硬碳模型中引入钠原子，通过计算钠离子的吸附行为、差分电荷密度及电子态密度，明确其储钠活性位点类型、电荷分布变化以及整体导电性的提升机制。本发明为褐煤的高值化利用提供了明确的理论支撑与设计准则，攻克了硬碳负极性能预测与结构微观调控的难题。