بررسی خواص ریزساختاری ماده کاتدی LiNi۰.۵Co۰.۲Mn۰.۳O۲ پوشش داده شده با لیتیم زیرکونات
Publish place: Journal of Iranian Ceramic Society، Vol: 4، Issue: 64
Publish Year: 1399
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: Persian
View: 157
This Paper With 10 Page And PDF Format Ready To Download
- Certificate
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JICERS-4-64_003
تاریخ نمایه سازی: 19 مرداد 1400
Abstract:
چکیده
با اینکه ماده کاتدی لایه ای LiNiCoMnO۲ موسوم به NCM به دلیل دارا بودن ظرفیت نسبتا بالا و برگشتپذیر و همچنین هزینه و سمیت پایین به عنوان ماده کاتدی اصلی برای باتریهای لیتیم-یون قابل شارژ شناخته شده است، اما چرخه کاری این ماده در سرعتهای شارژ-دشارژ بالا ناپایدار است و در دماهای بالا نیز عملکرد ضعیفی از خود نشان میدهد. روش پوششدهی سطحی به عنوان یکی از روشهای موثر در بهبود عملکرد ماده کاتدی NCM شناخته شده است. با توجه به این که خصوصیات ریزساختاری ماده کاتدی تاثیر مستقیمی بر عملکرد الکتروشیمیایی آن دارد، بررسی تغییرات ریزساختاری حاصل از فرآیند پوششدهی از اهمیت خاصی برخوردار است. در تحقیق حاضر ماده کاتدی تجاری LiNi۰.۵Co۰.۲Mn۰.۳O۲ با ماده لیتیم زیرکونات (Li۲ZrO۳) در مقادیر ۱، ۳ و ۵ درصد وزنی پوشش داده شد. برای این منظور برای اولین بار از پیشماده نسبتا ارزان زیرکونیم اکسیکلراید ۸ آبه (ZrOCl۲.۸H۲O) و روش سل-ژل در محیط آبی استفاده شد. سپس از لحاظ ریزساختاری مورد مشخصهیابی قرار گرفت. مطابق با نتایج حاصل از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، نمونه با ۱% وزنی از ماده پوشش بالاترین میزان یکنواختی ماده پوشش روی ذرات ماده کاتدی را نشان داد. برای نمونه مذکور، بر اساس نتایج آنالیز پراش اشعه ایکس و استفاده از روش کوهن برای محاسبه ثوابت شبکه، برای نمونه با ۱% وزنی ماده پوشش، شاخص نسبت ثوابت شبکه c/a بالاتر از عدد ۹/۴ بهدست آمد که دلالت بر منظم بودن ساختار ماده کاتدی است. همچنین، اختلاف ثوابت شبکه ماده کاتدی با ۱% وزنی ماده پوشش با میانگین ثوابت شبکه گزارش شده برای ماده کاتدی بدون پوشش برای ثوابت a و c به ترتیب ۰۰۱۵/۰ و ۰۴۵۶/۰ آنگستروم بهدست آمد و مشخص شد که کمترین تغییر را نسبت به مقادیر ۳ و ۵% وزنی در ساختار ماده کاتدی ایجاد کرده است. همچنین مطابق با نتایج حاصل از تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری، در نمونه با ۱% وزنی ماده پوشش، حضور لایه پوشش به ضخامت حدود ۱۵ تا ۲۰ نانومتر با یک مرز قابل رویت بین هسته از جنس ماده کاتدی و پوسته از جنس ماده لیتیم زیرکونات اثبات شد. در مجموع نتایج تحقیق نشان داد که لایه پوشش لیتیم زیرکونات به مقدار ۱% وزنی کمترین تغییر در ساختار بلوری ماده کاتدی را ایجاد میکند و از این رو، این مقدار ماده پوشش را میتوان به عنوان مقدار بهینه درنظرگرفت.
Keywords:
Li-ion batteries , lithium nickel cobalt manganese oxide cathode material , Surface coating , Sol-gel processes , باتری لیتیم-یون , پوشش دهی سطحی , ماده کاتدی لیتیم نیکل کبالت منگنز اکسید , لیتیم زیرکونات
Authors
مهدی رستمی
دانشگاه علم و صنعت ایران
علیرضا ذاکری
دانشگاه علم و صنعت ایران
مراجع و منابع این Paper:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :