BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  22,488,641
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Nguyễn Văn Hoàng, Nguyễn Minh Thảo, Trần Văn Mẫn(1), Lê Mỹ Loan Phụng

Khảo sát tính chất điện hóa của vật liệu spinel Li4Mn5O12 tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt ứng dụng làm vật liệu điện cực.

Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam

2017

5B

Bài báo trình bày kết quả tổng hợp vật liệu điện cực cấu trúc spinel Li4Mn5O12 (LMO) bằng phương pháp thủy nhiệt. Điều kiện tổng hợp tối ưu để đạt được vật liệu có cấu trúc đơn pha, không lẫn tạp chất được khảo sát thông qua sự thay đổi các yếu tố như Nhiệt độ thủy nhiệt, thời gian, tỷ lệ tác chất, nhiệt độ nung mẫu, thời gian nung... Cấu trúc, thành phần, tính chất hóa lý và điện hóa của vật liệu được xác định qua các phương pháp như Nhiễu xạ tia X (XRD), phổ hấp thu nguyên tử (AAS), quét thế vòng tuần hoàn (CV). Điều kiện tổng hợp tốt nhất đối với LMO là tỷ lệ LiMn = 43; nhiệt độ thủy nhiệt là 120°C trong 192 giờ, nhiệt độ nung là 500°C trong 6 giờ. Kết quả khảo sát điện hóa cho thấy LMO có khả năng đan cài và phóng thích ion Li+ thuận nghịch thích hợp làm vật liệu điện cực dương cho pin sạc lithium-ion. Bên cạnh đó, vật liệu cũng thể hiện tốt khả năng tích/phóng điện và tốc độ đan cài ion diễn ra nhanh chóng nên thích hợp cho ứng dụng vật liệu điện cực trong siêu tụ điện hóa.

Xem toàn văn
  • [1] T. Takada, H. Hayakawa, T. Kumagai, E. Akiba (1996), Thermal Stability and Structural Changes of Li4 Mn5 O12 under Oxygen and Nitrogen Atmosphere,J. Solid State Chem., 121, pp.79-86.
  • [2] M.M. Thackeray, M.F. Mansuetto, C.S. Johnson (1996), Thermal Stability of Li4 Mn5 O12 Electrodes for Lithium Batteries,J. Solid State Chem., 125, pp.274-277.
  • [3] J. Kim, A. Manthiram (1998), Low Temperature Synthesis and Electrode Properties of Li4 Mn5 O12,J. Electrochem. Soc., 145, pp.L53-L55.
  • [4] Q. Feng, Y. Higashimoto, K. Kajiyoshi, K. Yamagisawa (2001), Synthesis of lithium manganese oxides f-rom layered manganese oxides by hydrothermal soft chemical process,J. Mater. Sci. Lett., 20, pp.269- 271.
  • [5] T. Takada, H. Hayakawa, E. Akiba (1995), Preparation and Crystal Structure Refinement of Li4 Mn5 O12 by the Rietveld Method,J. Solid State Chem., 115, pp.420-426.
  • [6] Y. Zhao, Q. Lai, H. Zeng, Y. Hao, Z. Lin (2013), Li4 Mn5 O12 prepared using L-lysine as additive and its electrochemical performance,Ionics, 19, pp.1483-1487
  • [7] K. Amine, J. Liu, S. Kang, I. Belharouak, Y. Hyung, D. Vissers, G. Henriksen (2004), Improved lithium manganese oxide spinel/graphite Li-ion cells for high-power applications,J. Power Sources, 129, pp.14- 19.
  • [8] T. Kanasaku, K. Amezawa, N. Yamamoto (2000), Hydrothermal synthesis and electrochemical properties of Li-Mn-spinel,Solid State Ionics, 133, pp.51-56.
  • [9] M.J. Lee, S. Lee, P. Oh, Y. Kim, J. Cho (2014), High Performance LiMn2 O4 Cathode Materials Grown with Epitaxial Layered Nanostructure for Li-Ion Batteries,Nano Lett., 14, pp.993-999.
  • [10] Y. Fu, H. Jiang, Y. Hu, L. Zhang, C. Li (2014), Hierarchical porous Li4 Mn5 O12 nano/micro structure as superior cathode materials for Li-ion batteries,J. Power Sources., 261, pp.306-310.
  • [11] S. Ivanova, E. Zhecheva, D. Nihtianova, M. Mladenov, R. Stoyanova (2013), Electrochemical intercalation of Li+ into nanodomain Li4 Mn5 O12,J. Alloys Compd., 561, pp.252-261
  • [12] V. Tran, L.T.N. Huynh, C.T. Ha, T.M. Nguyen, M.L.P. Le (2016), Electrochemical properties of non-stoichiometric nanocrystalline Li4 Mn5 O12 for hybrid capacitors,Adv. Nat. Sci. Nanosci. Nanotechnol., 7, pp.15012-15020.
  • [13] H.M. Wu, J.P. Tu, Y.F. Yuan, X.T. Chen, J.Y. Xiang, X.B. Zhao, G.S. Cao (2006), One-step synthesis LiMn2 O4 cathode by a hydrothermal method,J. Power Sources, 161, pp.1260-1263.
  • [14] Y. Zhang, H. Wang, B. Wang, H. Yan, A. Ahniyaz, M. Yoshimura (2002), Low temperature synthesis of nanocrystalline Li4 Mn5 O12 by a hydrothermal method,Mater. Res. Bull., 37, pp.1411-1417.
  • [15] C. Masquelier, M. Tabuchi, K. Ado, R. Kanno, Y. Kobayashi, Y. Maki, O. Nakamura, J.B. Goodenough (1996), Chemical and Magnetic C-haracterization of Spinel Materials in the LiMn2 O4 -Li2 Mn4 O9 -Li4 Mn5 O12 System,J. Solid State Chem., 123, pp.255-266.
  • [16] B. Scrosati, J. Garche (2010), Lithium batteries: Status, prospects and future,J. Power Sources, 195, pp.2419-2430
  • [17] D.P. Dubal, O. Ayyad, V. Ruiz, P. Gomez-Romero (2015), Hybrid energy storage: the merging of battery and supercapacitor chemistries,Chem. Soc. Rev., 44, pp.1777-1790