عنوان :
بهبود عملكرد باتري ليتيم-يون از طريق پوشش‌دهي ماده كاتدي تجاري LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 با ليتيم زيركونات (Li2ZrO3)
نويسنده اصلي :
مهدي رستمي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
چكيده :
با اينكه ماده كاتدي لايه¬اي LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 به دليل دارا بودن ظرفيت نسبتاً بالا و برگشت پذير و همچنين هزينه و سميت پايين به عنوان ماده كاتدي اصلي براي باتري¬هاي ليتيم – يون قابل شارژ شناخته شده است، اما اين ماده كاتدي از ناپايداري سيكل كاري در سرعت¬هاي شارژ / دشارژ بالا و همچنين عملكرد ضعيف در دماهاي بالا رنج مي¬برد. روش بهبوددهي سطحي به عنوان يكي از روش¬هاي مؤثر در بهبوددهي ماده كاتدي LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 شناخته شده است. در تحقيق حاضر ماده كاتدي تجاري LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 با استفاده از روش سل – ژل در محيط آبي با ماده ليتيم زيركونات (Li2ZrO3) در مقادير 1، 3 و 5 درصد وزني پوشش¬دهي شده است و از لحاظ ساختاري و عملكرد الكتروشيميايي مورد مشخصه¬يابي قرار گرفته است. نمونه ماده كاتدي تجاري LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 با 1% وزني از ماده پوشش مطابق با نتايج حاصل از تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي بالاترين ميزان يكنواختي ماده پوشش بر روي ذره ماده كاتدي و همچنين بر اساس نتايج آناليز الگوي پراش اشعه ايكس عدم تغيير ساختار كريستالي و همچنين بالاترين ميزان نظم در ساختار هگزاگونال در نمونه ماده كاتدي را نشان داد. همچنين نمونه ماده كاتدي با 1% وزني ماده پوشش بر اساس آزمون¬هاي شارژ / دشارژ در سرعت¬هاي دشارژ 0.05C، 0.1C و 0.2C به ترتيب ظرفيت¬هاي 125، 34/91 و 32/79 ميلي آمپر ساعت بر گرم را از خود نشان داد كه نسبت به ساير نمونه¬هاي مورد آزمايش بالاترين بود. همچنين بر اساس نتايج آزمون سيكل¬پذيري، ظرفيت نمونه ماده كاتدي با 1% وزني ماده پوشش 40 ميلي آمپر ساعت بر گرم بعد از 40 سيكل كاري در سرعت دشارژ 1C تعيين شد كه اين مقدار نيز نسبت به ساير نمونه-هاي مورد آزمايش بالاتر بود. همچنين براساس نتايج آزمون طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي ضريب نفوذ يون ليتيم در ماده كاتدي LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 با 1% وزني از ماده پوشش به ميزان زيادي افزايش پيدا كرد. در مجموع نتايج نشان داد كه لايه پوشش ليتيم زيركونات نقش مهمي را در جلوگيري از آسيب ساختاري به ماده كاتدي LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 بازي مي¬كند و آن را در طي فرآيند شارژ / دشارژ از تماس با الكتروليت محافظت مي¬نمايد.
شماره ركورد :
141888
دانشگاه :
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي :
استخراج فلزات
استاد راهنما :
دكتر عليرضا ذاكري - دكتر شمس الدين ميردامادي
نسخه ديجيتال :
دارد
آدرس اينترنتي :
لينک به اين مدرک :

بازگشت