تاثیر دمای کلسیناسیون و نسبت سوخت به اکسیدکننده در سنتز پودر کاتدی Li Ni0.5Mn0.3Co0.2O2 مورد استفاده در باتری لیتیم- یون به روش سنتز احتراقی محلول

نویسندگان

1 پژوهشگاه مواد و انرژی، پژوهشکده فناوری نانو ومواد پیشرفته، کرج، ایران.

2 پژوهشگاه مواد و انرژی، پژوهشکده فناوری نانو ومواد پیشرفته، کرج، ایران.

3 پژوهشگاه مواد و انرژی، پژوهشکده فناوری نانو ومواد پیشرفته، کرج، ایران.

4 دانشگاه علم و صنعت ایران، گروه مهندسی مواد ، تهران، ایران.

5 دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران، گروه مهندسی شیمی، تهران، ایران.

doi
10.30501/jamt.2017.70360
چکیده

در این پژوهش، پودر کاتدی LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 به روش سنتز احتراقی محلول اسیدسیتریک/ نیترات تولید گردید. اثر نسبت سوخت به اکسید‌کننده (5/0، 75/0، 1 و 5/1)= F/O و هم‌چنین اثر تغییرات دمای کلسیناسیون (700 ، 800 ، 850 و900 درجه سانتی‌گراد) بر روی تغییرات ساختاری و عملکرد الکتروشیمیایی نمونه‌ها بررسی شد. تحولات ساختاری پودرهای سنتز شده توسط آنالیز حرارتی افتراقی (DTA )، آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD )، طیف‌‏سنج نشری پلاسمای جفت شده القایی (OES-ICP) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM ) مطالعه شد. علاوه براین، تاثیر دمای کلسیناسیون بر عملکرد الکتروشیمیایی نمونه‌ها توسط آزمون شارژ/ تخلیه و سیکل‌پذیری ارزیابی شد. نتایج نشان داد که بهترین عملکرد الکتروشیمیایی با ظرفیت تخلیه mAh/g 159 در جریان ثابت mA/cm2 1/0 و سیکل‌پذیری 95% بعد از 20 سیکل مربوط به نمونه کلسینه شده در دمای ℃ 850 و نسبت 1=F/O است. بهبود عملکرد الکتروشیمیایی در این نمونه با افزایش نظم کاتیونی لایه‌ها و هم‌چنین کاهش مسیر نفوذ یونی ذرات یکنواخت نانومتری قابل توجیه است.