新能源的不断开发是人类社会可持续发展的重要基础。随着科技的进步,人们对可移动能源的需求愈来愈强烈。因此,人们在不断寻求价廉、安全、环境友好、性能优异的二次化学电源材料。最近,发现LiMPO₄是具备以上优良性能的潜在锂离子电池正极材料。 而分子化学向材料化学发展是大势所趋,研究材料组分分子间相互作用己成为倍受化学家和材料学家关注的领域。本论文主要基于理论计算,研究LiFePO₄及LiMPO₄的分子结构及成键图像,分析得到了共价键、波函数、态密度等分子内部信息。 本文用离散变分密度泛函（DFT-DVM）方法计算了LiMPO₄（M=Mn,Fe,Co和Ni）和FePO₄,讨论了组成,电子结构,化学键等与性能之间的关系。在态密度图中,O2p分态密度主要贡献总态密度靠近费米能级的价带,M3d主要贡献总态密度靠近费米能级的导带,其它各个分态密度的主峰则离费米能级较远。 LiFePO₄的离子键和共价键强度都比FePO₄低,以及态密度的变化都表明,LiFePO₄的电导率比FePO₄高,这在一些实验中已经得到了证明。从LiMnPO₄到LiNiPO₄,离子键和共价键强度都降低,再加上态密度的比较都表明,从LiMnPO₄到LiNiPO₄电导率逐渐升高,这与实验结果一致。 另外,本文还用离散变分密度泛函（DFT-DVM）方法计算了在LiFePO₄中掺杂M原子（M=Mn,Co和Ni）,讨论了组成,电子结构,化学键等与性能之间的关系。从LiFe_xMn_1-xPO₄到LiFe_xNi_1xPO₄,离子键和共价键强度都降低,再加上态密度的比较都表明,从LiFe_xMn_1-xPO₄到LiFe_xNi_1-xPO₄电导率逐渐升高,这还需要更进一步的实验数据。