بررسي عوامل موثر بر سنتز احتراق محلولي تركيب LiMn1.5Ni0.5O4 به منظور كاربرد در باتري هاي ليتيومي

كارشناسي ارشد

تركيب LiMn1.5Ni0.5O4. ازجمله مواد زيادي است كه براي استفاده در كاتد معرفي‌شده‌اند. تاكنون از روش-هاي متفاوتي جهت سنتز نانو ذرات تركيب LiMn1.5Ni0.5O4، ازجمله روش¬هاي سنتز حالت‌جامد، هم رسوبي، هيدروترمال و سنتز احتراق محلولي استفاده‌شده است. در اين ميان استفاده از روش احتراق محلولي بر پايه¬ي واكنش گرمازا مي¬تواند براي سنتز فلزات نانو ساختار، آلياژها، اكسيدها، سولفيدها و... به دليل سادگي و قابليت انطباق روش در شرايط متفاوت و همچنين بازده بالاي محصولات، موردتوجه باشد. در اين پژوهش براي نخستين بار از سوخت‌هاي CTAB، مخلوط گلايسين و CTAB و مخلوط سيتريك اسيد و CTAB با نسبت‌هاي سوختي متفاوت 5/0، 1، 2 و 3 براي سنتز احتراقي تركيب LiMn1.5Ni0.5O4 استفاده‌شده و پس بررسي ريزساختارهاي حاصل، خواص الكتروشيميايي باتري¬هاي حاصل از پودرهاي سنتز شده از جمله ظرفيت، چرخه پذيري، پايداري و مقاومت باتري بررسي‌شده است. در بررسي خواص ريزساختاري پودرهاي حاصل، مشاهده‌شده كه در تمامي حالت¬ها با افزايش نسبت سوخت اندازه ذره نيز افزايش‌ و مساحت سطح ويژه كاهش‌يافته است. همچنين به‌طوركلي با افزايش نسبت سوختي (نسبت سوخت به اكسيد كننده) اندازه بلورك و پارامتر شبكه نيز افزايش‌يافته است كه سبب كاهش در ظرفيت باتري مي-شود. امپدانس حاصل در تمامي حالت‌ها و براي تمامي نسبت¬هاي سوختي در محدوده كيلو اهم بود و با افزايش نسبت سوختي امپدانس نيز افزايش يافت. درنهايت در حالت استفاده از CTAB به‌تنهايي بهترين ظرفيت دشارژ در نرخ شارژ و دشارژ C 1/0 برابر 128 ميلي‌آمپر ساعت بر گرم، همچنين پايداري ظرفيت بعد از 30 چرخه در نرخ C 1 برابر 98 درصد، مربوط به پودرهاي سنتز شده با نسبت سوختي 5/0 با بيشترين مساحت سطح ويژه بود. در حالت استفاده از سوخت¬هاي گلايسين و CTAB بهترين ظرفيت دشارژ در نرخ شارژ و دشارژ C 1/0 برابر 125 ميلي‌آمپر ساعت بر گرم، همچنين پايداري ظرفيت بعد از 30 چرخه در نرخ C 1 برابر 96 درصد، مربوط به پودرهاي سنتز شده با نسبت سوختي 1 بود. در حالت استفاده از سوخت¬هاي سيتريك اسيد و CTAB نيز باتري¬هاي حاصل با نسبت سوختي 5/0 پايداري بسيار خوبي برابر 94 درصد ظرفيت اوليه پس از 100 چرخه از خود به نمايش گذاشتند.

192859

دانشگاه علم و صنعت ايران

استخراج فلزات

دكتر سيدمرتضي مسعود پناه - دكتر سميه اعلم الهدي