Поиск в базе сайта:
Исследование катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов на основе твердых растворов icon

Исследование катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов на основе твердых растворов




Скачать 18.82 Kb.
НазваниеИсследование катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов на основе твердых растворов
Дата конвертации23.05.2015
Вес18.82 Kb.
КатегорияИсследование

Синтез и исследование катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов на основе твердых растворов Li2Co1-xFexPO4F
Федотов Станислав Сергеевич
Студент, 5 курс
Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова,
Химический факультет, Москва, Россия
E–mail: fedotov.msu@gmail.com

В настоящее время фторидофосфаты с общей формулой A2MPO4F (A = Li, Na; M = Mn, Fe, Co, Ni) активно изучаются в качестве перспективных катодных материалов для литий ионных аккумуляторов [1].

Изоструктурные фторидофосфаты Li2MPO4F (M = Ni, Co) относят к классу высоковольтных катодных материалов, оперирующих при потенциалах выше 5В. Однако, отсутствие электролита, стабильно работающий при потенциалах ≥4.8 В, создает проблемы на пути исследования данных материалов. Твердорастворный механизм интеркаляции во фторидофосфатах способствует более быстрому транспорту ионов Li+ и может позволить линейно понизить рабочий потенциал при замещении Co и Ni на металлы, обладающие более низким потенциалом пары M3+/M2+ (Fe, Mn) [2].

Цель данной работы – синтез и исследование фосфатов и фторидофосфатов состава LiCo1-xFexPO4 и Li2Co1-xFexPO4F, и получение катодных материалов на их основе.

Образцы LiCo1-xFexPO4 (x = 0.1÷0.5) и Li2Co1-xFexPO4F (x = 0.1÷0.3) синтезированы с методами мягкой химии, а также керамическим способом. Установлена граница образования твердого раствора фторидофосфата на уровне x = 0.3. Уточнение структуры и параметров элементарной ячейки методом Ритвельда для соединения Li2Co0.7Fe0.3PO4F (пр. группа Pnma, a = 10.4408(1) Å, b = 6.4140(2) Å, c = 10.8856(2) Å, V = 728.97(3) Å3) подтвердило его изоструктурность Li2MPO4F (M = Ni, Co) Ввиду бóльшего ионного радиуса иона Fe2+ по сравнению с Co2+ (0.78 Å и 0.745 Å соответственно) попытки более глубокого замещения внутри данного структурного типа приводят к образованию многофазных образцов. Катионный состав твердых растворов Li2Co1-xFexPO4F подтвержден методом локального рентгеноспектрального анализа. Проведено первичное электрохимическое исследование катодных материалов на основе LiCo0.7Fe0.3PO4 и Li2Co0.7Fe0.3PO4F. Удельная электрохимическая емкость образца LiCo0.7Fe0.3PO4 составила 125 мАч/г. Электрохимические измерения Li2Co0.7Fe0.3PO4F показали обратимую интеркаляцию ионов Li+. Для подтверждения механизма диффузии ионов Li+ использовали метод потенциостатического прерывистого титрования.
Литература

  1. Ellis B. L., Michael Makahnouk W. R., Rowan-Weetaluktuk W.N., Ryan D.H., Nazar L. F.: Crystal Structure and Electrochemical Properties of A2MPO4F Fluorophosphates (A = Na, Li; M = Fe, Mn, Co, Ni) // Chem. Mater. 2010, 22, 1059–1070.

  2. Khasanova N. R., Gavrilov A. N., Antipov E. V., Bramnik K. G., Hibst H.: Structural transformation of Li2CoPO4F upon Li-deintercalation // J. Power Sources, 2011, 196, 355–360.

Похожие:




©fs.nashaucheba.ru НашаУчеба.РУ
При копировании материала укажите ссылку.
свазаться с администрацией