مقدمه: 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.
پرونده مقاله