Фундаментальное материаловедение
Фундаментальное материаловедение
Фундаментальное материаловедение
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Мултьтидопированные 5-вольтовые катодные материалы на основе шпинели<br />
LiMn2O4: синтез, структура и электрохимические свойства<br />
Гребёнкин А.С. 1<br />
студент<br />
Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия<br />
E-mail: greb-86@mail.ru<br />
В 1999г. был открыт новый класс катодных материалов для литий-ионных<br />
аккумуляторов на основе замещенной шпинели составов LiMe0.5Mn1.5O4 (Me: Ni, Cu, Fe)<br />
и LiMeMnO4 (Me: Co, Cr) [1]. Показано, что при замещении Mn на другие d-металлы на<br />
зарядно-разрядных кривых появляется плато в области 4.7 В вместо 4 В плато,<br />
характерного для LiMn2O4.<br />
Из всех металлов-допантов наибольший интерес представляет Ni. В соединении<br />
LiNi0.5Mn1.5O4 все ионы Ni имеют степень окисления 2+, а все ионы Mn – 4+. Внедрениеэкстракция<br />
ионов лития в ходе циклирования сопровождается окислениемвосстановлением<br />
ионов Ni 2+ , в то время как ионы Mn остаются электрохимически<br />
неактивными. Однако получение LiNi0.5Mn1.5O4 с высокой разрядной емкостью и<br />
устойчивостью при циклировании отличается большой сложностью.<br />
Одним из подходов является повышение дисперсности LiNi0.5Mn1.5O4 и частичное<br />
замещение марганца или никеля другими металлами, например, Cо, Ti, Mg, Al. Так,<br />
авторы [2] синтезировали LiNi0.5Mn1.4Ti0.1O4 с удельной разрядной емкостью 135 мАч/г.<br />
В данной работе исследовали синтез LiNi0.5Mn1.5-xTixO4 (0≤ х ≤1.5) с применением<br />
метода механической активации (МА), последующего отжига в различных газовых<br />
атмосферах и при различных скоростях охлаждения. Структурные исследования<br />
проводили методом РФА (ДРОН-3.0, Cu-Kα излучение), электрохимические свойства<br />
изучали методом циклической хронопотенциометрии. Показано, что МА способствует<br />
понижению температур разложения исходных реагентов. При отжиге в атмосфере<br />
кислорода, а также при медленном охлаждении получены образцы с параметрами<br />
ячейки, близкими к равновесным. Первичная разрядная емкость образца,<br />
приготовленного в атмосфере кислорода, составляет 115 мАч/г при 4.7 В.<br />
Литература<br />
1. Ohzuku, T., Takeda, S., Iwanaga, M. // J. Power Sources. – 1999. - 81-82. - P. 90-94.<br />
2. Kim, J.-H., Myung, S.-T., Yoon, C.S. et al. // J. Electrochem. Soc. – 2004. -151. - (11). - P.<br />
A1911-1918.<br />
1 Автор выражает признательность с.н.с, к.х.н. Косовой Н.В. за помощь в подготовке<br />
тезисов.
Change language