اثر نوع سوخت مورد استفاده بر سنتز نانوذرات LiMn۱.۵Ni۰.۵O۴ به روش احتراق محلولی

در این پژوهش نانوذرات LiMn۱.۵Ni۰.۵O۴. که به عنوان ماده مورد استفاده در کاتد باتری­های لیتیمی شناخته می­شوند، به روش سنتز احتراق محلولی برای نخستین بار توسط سوخت CTAB و همچنین مخلوط سوخت­های "گلایسین و CTAB" و "سیتریک اسید و CTAB" در نسبت­های سوخت به اکسید کننده برابر ۵/۰، سنتز شدند و تاثیر نوع سوخت مورد استفاده بر خواص ریزساختاری و خواص الکتروشیمیایی باتری­های حاصل از پودرهای سنتز شده بررسی شد. نتایج حاصل از آزمون آنالیز گرمایی بیانگر افزایش شدت احتراق ژل مورد نظر در حضور سوخت­های گلایسین و سیتریک اسید بوده است. همچنین نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس پودرهای سنتز شده به وسیله مخلوط سوخت های "سیتریک اسید و CTAB"، و "گلایسین و CTAB"، تشکیل فاز LiMn۱.۵Ni۰.۵O۴. بدون حضور ناخالصی هارا تایید می­کنند و نمایانگر بهبود بلورینگی پودرها در مقایسه با پودرهای سنتز شده به وسیله CTAB است. نتایج حاصل از تست BET نشان می­دهد که به دلیل آزادسازی گازها در حین فرآیند احتراق ذرات سنتز شده با مخلوط سوخت گلایسین و CTAB دارای بیشترین مساحت سطح ویژه برابر m۲/g ۴۰۰ هستند همچنین مساحت سطح ویژه پودرهای سنتز شده با مخلوط سوخت­های CTAB و سیتریک اسید برابر m۲/g ۲۶۹ است که بیشتر از پودرهای تولید شده با سوخت CTAB به تنهایی است به طور کلی استفاده از مخلوط سوخت ها باعث افزایش سطح ویژه می شود. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمایانگر ذراتی ریزدانه با مورفولوژی کروی هستند و با استفاده از مخلوط سوخت ها اندازه ذرات از ۱۵ به ۱۰ و ۱۱ نانومتر کاهش پیدا می کند. در نهایت با بررسی خواص الکتروشیمیایی باتری­های حاصل مشاهده شد که باتری­های حاصل از پودرهای سنتز شده به وسیله مخلوط سوخت­های سیتریک اسید و CTAB، دارای بیشترین ظرفیت دشارژ برابر mAh/g ۱۲۵ بودند چراکه دارای مساحت سطح ویژه بزرگ و پارامتر شبکه کوچکی برابر Å ۱۶۷۱/۸ هستند.

کلیدواژه ها:

Lithium-ion batteries ، Cathode material ، Solution combustion synthesis ، LiMn۱.۵Ni۰.۵O۴ ، Electrochemical properties ، باتری لیتیم-یون ، ماده کاتدی ، سنتز احتراق محلولی ، ترکیب LiMn۱.۵Ni۰.۵O۴ ، خواص الکتروشیمیایی