-
المقاله
1 - بررسی اثر زمان سنتز همرسوبی ماده کاتدی LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 و ارزیابی ساختاری و الکتروشیمیایی آن در باتری لیتیوم-یونفصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین , العدد 1 , السنة 13 , بهار 1401مقدمه: باتری لیتیوم-یون شامل اجزای مختلفی میباشد که در این میان کاتد جزء مهم و مؤثری در کارایی آن میباشد. تاکنون ترکیبات مختلفی بهعنوان کاتد در باتریهای لیتیوم-یون مورد استفاده قرار گرفتهاند که از میان آنها ترکیب NCA (LiNi0.8Co0.15Al0.05O2) أکثرمقدمه: باتری لیتیوم-یون شامل اجزای مختلفی میباشد که در این میان کاتد جزء مهم و مؤثری در کارایی آن میباشد. تاکنون ترکیبات مختلفی بهعنوان کاتد در باتریهای لیتیوم-یون مورد استفاده قرار گرفتهاند که از میان آنها ترکیب NCA (LiNi0.8Co0.15Al0.05O2) توجه زیادی را به دلیل ظرفیت ویژه بالا و حفظ آن به خود جلب کرده است. البته ظرفیت برگشتپذیر کاربردی خیلی کمتر از مقدار تئوری میباشد که از عوامل آن در کاهش ظرفیت میتوان به مهاجرت کاتیون نیکل به لایه لیتیومی (ترکیب کاتیونی) و تخریب ساختار لایهای NCA اشاره کرد. با توجه به این مسئله سنتز مناسب این ساختار میتواند به افزایش ظرفیت و طول عمر باتری کمک کند.
روش: در این پژوهش پیش ماده Ni0.8Co0.15Al0.05(OH)2 با روش همرسوبی با استفاده از آمونیاک به عنوان کمپلکس دهنده برای کنترل واکنش در شرایط دمایC ˚60 و pH=12 تولید شد و سپس به روش حالت جامد و عملیات حرارتی کلسینه و تفجوشی به ترتیب در دمای 550 و ˚C800 تحت اتمسفر اکسیژن ماده کاتدی NCA سنتز گردید. برای مقایسه، سنتز پیش ماده Ni0.8Co0.15(OH)2 و سپس افزودن هیدروکسید آلومینیوم به روش حالت جامد نیز انجام شد. اثر نحوه سنتز و زمان سنتز بر نتایج الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفت
یافتهها: در نمونه با مدت زمان سنتز همرسوبی 4 روز و سپس دو مرحله تفجوشی، پیکهای آندی و کاتدی در نمودار ولتامتری سیکلی به خوبی تشکیل شدند. ظرفیت و برگشت پذیری ظرفیت بهتر و همچنین مقاومت کمتر و ضریب نفوذ لیتیوم بیشتری به دست آمد.
نتیجهگیری: نتایج نشان دادند که استفاده از آمونیاک به عنوان عامل کمپلکس در سنتز همرسوبی برای یون آلومینیوم مناسب است. همچنین افزایش زمان سنتز همرسوبی به کامل شدن ساختار لایه ای و در نتیجه افزایش ظرفیت کمک میکند. انجام دو مرحله عملیات حرارتی تفجوشی نیز در کاهش ترکیب کاتیونی و افزایش ظرفیت اثرگذار است. تفاصيل المقالة -
المقاله
2 - تاثیر اکسیدهای نئودیم و ایتریم بر خواص ساختاری و الکتروشیمیایی کامپوزیت LiFePO4/C سنتز شده به روش حالت جامد بهمنظور کاربرد بهعنوان کاتد باتری لیتیوم یونفصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین , العدد 5 , السنة 11 , زمستان 1399امروزه باتریهای قابل شارژ مانند باتریهای لیتیوم یون در صنایع مختلف بهکار گرفته شده است. در این باتریها مسأله مهم ایجاد چگالی انرژی و چگالی توان بالا میباشد. از جمله عوامل مؤثر بر این موضوع نوع کاتد بکار رفته در ساخت باتریهای لیتیم یون می باشد. یکی از ترکیبات مورد أکثرامروزه باتریهای قابل شارژ مانند باتریهای لیتیوم یون در صنایع مختلف بهکار گرفته شده است. در این باتریها مسأله مهم ایجاد چگالی انرژی و چگالی توان بالا میباشد. از جمله عوامل مؤثر بر این موضوع نوع کاتد بکار رفته در ساخت باتریهای لیتیم یون می باشد. یکی از ترکیبات مورد توجه در سالهای اخیر ماده کاتدی LiFePO4 است. در این پژوهش ماده کاتدی LiFePO4 به روش حالت جامد از مواد اولیه (NH4)H2PO4، FeC2O4.2H2O، Li2CO3 سنتز گردید و به منظور بهبود نفوذ ضعیف یون لیتیوم و افزایش ظرفیت باتری در نرخهای بالای شارژ/ دشارژ عناصر ایتریم و نئودیم به ترکیب اضافه گردید. در این پژوهش از آنالیز TGA-DTA برای بررسی دماهای انجام واکنش تجزیه مواد اولیه و همچنین تعیین دمای سنتز ترکیب، از تصاویر SEM بهمنظور بررسی ریزساختار و مورفولوژی ذرات و از آزمونهای طیفسنجی امپدانس الکتروشیمایی، ولتامتری چرخهای و سیکلهای شارژ/ دشارژ به منظور بررسی رفتار الکتروشیمیایی نمونههای مورد آزمایش استفاده شده است. با توجه به نتایج تحقیق مشخص گردید سنتز دو مرحلهای ترکیب LiFePO4 همراه با درصدهای بهینه اکسیدهای ایتریم و نئودیم بهعنوان دوپنت می تواند هدایت الکتریکی و یونی ماده را بهبود بخشد. از بین نمونههای سنتز شده با درصدهای متفاوت ایتریم و نئودیم نمونه LiFe99.54Y0.4Nd0.06PO4/C با عملکرد الکتروشیمیایی و ریزساختار مناسب و بیشترین ظرفیت نهایی mAh/g 113 بهعنوان نمونه بهینه انتخاب گردید. تفاصيل المقالة