Đang tải... (xem toàn văn)
Trong bài viết này, các vật liệu Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2 đã được tổng hợp thành công bằng phương pháp đồng kết tủa kết hợp với phản ứng pha rắn. Các phân tích cấu trúc cho thấy, ở các nồng độ Na thay thế từ 0–20%, vật liệu Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2 có thành phần đơn pha với cấu trúc tinh thể kiểu mặt thoi thuộc nhóm không gian R–3m. Khi tăng nồng độ Na thay thế lên 30%, trong thành phần của vật liệu tổng hợp được xuất hiện pha tạp Na2Mn3O7.
VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 45-53 Original Article Coprecipitation and Characterization of Na Substituted LiMn0.5Ni0.5O2 for Lithium ion Battery Cathodes Le Phan Cam Linh2, Nguyen Van Ky3, Pham Duy Long1, Giang Hong Thai1, Dang Thi Thanh Le2, Nguyen Si Hieu1, Institute of Materials Science, VAST, 18 Hoang Quoc Viet, Hanoi, Vietnam Faculty of Chemistry and Environment, Thuyloi University, 175 Tay Son, Hanoi, Vietnam Department of Chemical Engineering, Le Quy Don Technical University, 236 Hoang Quoc Viet, Hanoi, Viet Nam Received 23 March 2020 Revised 04 June 2020; Accepted 05 June 2020 Abstract: In this study, Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2 materials were successfully synthesized by coprecipitation following by solid state reaction method X-ray powder diffraction analyses showed that the Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2 materials were single-phase and crystallized in a rhombohedral structure with a space group of R–3m at Na substitution concentrations of 0–20% When increasing the concentration of Na substitution to 30%, diffraction peaks of Na 2Mn3O7 as an impurity phase appeared in the X-ray diffraction pattern of the synthesized material Rietveld refinements of the Xray diffraction patterns revealed that the substitutions of Na for Li resulted in significant increments of the lattice constant c and slight increments of the lattice constant a The results of galvanostatic charge/discharge measurements showed that the substitutions reduced the specific capacity but improved the rate capability of the Li0.8Na0.2Mn0.5Ni0.5O2 in comparison with the LiMn0.5Ni0.5O2 material Keywords: lithium ion battery, layered transition metal oxide, Na subsitution Corresponding author Email address: hieuns@ims.vast.ac.vn https://doi.org/10.25073/2588-1140/vnunst.5021 45 L.P.C Linh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 45-53 46 Tổng hợp nghiên cứu đặc trưng cấu trúc tính chất điện hóa vật liệu Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2 ứng dụng làm điện cực dương cho pin sạc li-ti Lê Phan Cẩm Linh2, Nguyễn Văn Kỳ3, Phạm Duy Long1, Giang Hồng Thái1, Đặng Thị Thanh Lê2, Nguyễn Sĩ Hiếu1, Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học cơng nghệ Việt Nam, 18 Hồng Quốc Việt, Hà Nội, Việt Nam Khoa Hóa mơi trường, Đại học Thủy lợi, 175 Tây Sơn, Hà Nội, Việt Nam Khoa Hóa kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật quân sự, 236 Hoàng Quốc Việt, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 23 tháng 03 năm 2020 Chỉnh sửa ngày 05 tháng 06 năm 2020; Chấp nhận đăng ngày 06 tháng 06 năm 2020 Tóm tắt: Trong nghiên cứu này, vật liệu Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2 tổng hợp thành công phương pháp đồng kết tủa kết hợp với phản ứng pha rắn Các phân tích cấu trúc cho thấy, nồng độ Na thay từ 0–20%, vật liệu Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2 có thành phần đơn pha với cấu trúc tinh thể kiểu mặt thoi thuộc nhóm khơng gian R–3m Khi tăng nồng độ Na thay lên 30%, thành phần vật liệu tổng hợp xuất pha tạp Na2Mn3O7 Phân tích Rietveld từ giản đồ nhiễu xạ tia X cho thấy giải pháp thay Na cho Li làm tăng đáng kể số mạng c làm tăng nhẹ số mạng a so với vật liệu Các kết so sánh đặc trưng phóng nạp hai điện cực sử dụng vật liệu Li0.8Na0.2Mn0.5Ni0.5O2 LiMn0.5Ni0.5O2 cho thấy giải pháp thay làm giảm điện dung tích trữ đặc trưng, có tác dụng làm tăng khả đáp ứng dịng vật liệu Từ khóa: pin sạc li-ti, vật liệu dương cực, ơ-xít kim loại chuyển tiếp, phân tích Rietveld, đặc trưng phóng nạp Mở đầu Trong số dòng pin sạc sử dụng nay, pin sạc lithium chiếm thị phần lớn sở hữu nhiều ưu điểm quan trọng bao gồm mật độ lượng lớn, hiệu điện cao tuổi thọ dài so với dòng pin sạc khác [1] Do hầu hết vật liệu dương cực nghiên cứu có giá thành cao khả tích trữ lượng tính theo dung lượng riêng thấp so với vật liệu âm cực, nhiều nghiên cứu thực nhằm tìm kiếm vật liệu dương cực có giá thành rẻ hiệu tốt [2] Trong số vật liệu Tác giả liên hệ Địa email: hieuns@ims.vast.ac.vn https:// doi.org/10.25073/2588-1140/vnunst.5021 dương cực dùng pin sạc lithium, vật liệu oxit kim loại chuyển tiếp cấu trúc lớp sử dụng nhiều có điện hoạt động cao, dung lượng tích trữ lượng lớn giá thành tương đối rẻ Các vật liệu loại thường oxit li-ti với kim loại chuyển tiếp bao gồm ni-ken, cô-ban man-gan với công thức chung dạng LiMnxNiyCo1-x-yO2 Do cơ-ban có độc tính có giá thành cao so với ni-ken man-gan, nhiều nghiên cứu tập trung tìm kiếm khả ứng dụng cho vật liệu oxit kim loại chuyển tiếp có hàm lượng cơ-ban thấp [3] L.P.C Linh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 45-53 Nghiên cứu tiên phong công bố T Ohzuku đồng nghiệp vào năm 2001 khả ứng dụng vật liệu LiNi0.5Mn0.5O2 vật liệu dương cực tiềm cho pin sạc li-ti [4] So với vật liệu oxit kim loại chuyển tiếp khác, vât liệu có số lợi bao gồm điện hoạt động cao, điện dung riêng lớn, giá thành rẻ khơng độc Ngồi ra, kết nghiên cứu công bố vật liệu gần không bị thay đổi thể tích q trình tiêm ion Li+[5] Đặc điểm giúp cho vật liệu có độ bền tuổi thọ cao khả giữ cấu trúc hình dạng ổn định trình phóng nạp Mặc dù vậy, vật liệu có số hạn chế nghiêm trọng độ dẫn ion thấp [6] Để giải vấn đề này, giải pháp đề xuất thay phần ion Li+ ion kim loại kiềm có kích thước lớn Na+ K+ nhằm làm dãn khoảng cách lớp oxit kim loại chuyển tiếp qua giúp cho khả vận chuyển ion Li+ mạng tinh thể trở nên dễ dàng Một số nghiên cứu cơng bố cho thấy tính hiệu giải pháp Cụ thể, báo cáo X P Gao đồng nghiệp cho thấy thay khoảng % nguyên tử Li Na giúp cải thiện độ bền phóng nạp khả đáp ứng dịng vật liệu LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 [7] Các kết tương tự Y J Wang đồng nghiệp giới thiệu thay khoảng % nguyên tử Li nguyên tử Na vật liệu LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 [8] Mặc dù vậy, báo cáo công bố cho thấy hầu hết nghiên cứu tập trung vào nồng độ ion thay thấp, đặc biệt, gần chưa có nghiên cứu đề cập đến giải pháp thay vị trí nguyên tử Li vật liệu LiNi0.5Mn0.5O2 Trong báo cáo này, nghiên cứu khả thay ion Na+ vào vị trí ion Li+ vật liệu Li1-xNaxNi0.5Mn0.5O2 với dải nồng độ thay khảo sát từ 0–30% Để thực nghiên cứu này, vật liệu Li1xNaxNi0.5Mn0.5O2 tổng hợp phương pháp đồng kết tủa kết hợp với phản ứng pha rắn nhiệt độ cao Ảnh hưởng hàm lượng kim 47 loại thay lên cấu trúc hình thái học vật liệu chế tạo khảo sát thông qua phép phân tích nhiễu xạ tia X ảnh hiển vi điện tử quét Để đánh giá ảnh hưởng giải pháp thay lên hiệu hoạt động điện hóa vật liệu dương cực, phép đo đặc trưng phóng nạp vật liệu Li0.8Na0.2Mn0.5Ni0.5O2 LiMn0.5 Ni0.5O2 thực Phương pháp thực nghiệm 2.1 Tổng hợp vật liệu Các hóa chất tinh khiết phân tích manganese (II) chloride (MnCl2.4H2O), nickel (II) nitrate (Ni(NO3)2.6H2O), Na2CO3, NaOH LiOH cung cấp Xilong Chemical Đầu tiên, khối lượng hợp thức vật liệu MnCl2.4H2O Ni(NO3)2.6H2O hòa tan đồng thời nước khử ion nhiệt độ phòng 90 phút để tạo thành dung dịch đồng (dung dịch A) Sau lượng thích hợp dung dịch Na2CO3 nồng độ 1M rót từ từ vào dung dịch A để kết tủa muối các-bô-nát Mn Ni Kết tủa thu sau lọc rửa lần nước khử ion sấy khô 120 °C Bột kết tủa sau sấy khô cân lại nghiền trộn với khối lượng hợp thức LiOH NaOH cối mã não cuối nung nhiệt độ 900 °C 12 để tổng hợp vật liệu Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2 (x = 0–0.3) Để chế tạo điện cực Li1-xNaxMn0.5Ni0.5 O2, hỗn hợp vật liệu điện cực (80 %), phụ gia tăng độ dẫn các-bon đen (carbon black, 10%) phụ gia kết dính polyvinylidene fluoride (PVDF, 10%) trộn với lượng thích hợp dung mơi N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP) để tạo thành bột nhão sau phủ lên nhôm chuyên dụng (Shandong Gelon Lib) Các nhơm có phủ vật liệu điện cực sau làm khơ 80 °C tủ sấy chân không 12 Các tế bào pin thử nghiệm dạng đồng xu (CR-2032, Shandong Gelon Lib) đóng gói tủ khơ có độ ẩm khống chế 48 L.P.C Linh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 45-53 ppm (Korea Kiyon) sử dụng nhôm phủ vật liệu làm điện cực dương, màng polyethylene chuyên dụng (Shandong Gelon Lib) làm màng ngăn li-ti kim loại làm điện cực âm Chất điện ly sử dụng muối LiPF6 nồng độ 1M pha hỗn hợp dung môi ethylene carbonate dimethyl carbonate (Sigma-Aldrich) chuẩn bị theo tỷ lệ thể tích 1:1 vật liệu tổng hợp [11] Do khơng có pha tạp khác liên quan đến hợp chất với Li phát phổ nhiễu xạ tia X, sơ đánh giá Li có khả tồn ổn định so với Na cấu trúc vật liệu Li1xNaxMn0.5Ni0.5O2 2.2 Các phép đo đạc phân tích Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) mẫu quan sát kính hiển vi điện tử quét phân giải cao Hitachi S-4800 Các phép đo nhiễu xạ tia X thực nhiệt độ phòng sử dụng thiết bị phân tích nhiễu xạ tia X Bruker D8 với chùm tia X sử dụng bước sóng Kα điện cực đồng Góc đo tê-ta quét khoảng từ 10 đến 70 độ tốc độ quét 0.03 độ/giây Phổ nhiễu xạ tia X sau phân tích phương pháp làm khớp Rietveld sử dụng gói phần mềm FullProf [9] Các phép đo đặc trưng điện hóa pin thử nghiệm thực thiết bị đo pin chuyên dụng Neware BTS-4000 nhiệt độ phòng Các phép đo đặc trưng xả nạp thực cường độ dòng khác vùng điện từ 2.5–4.5 V so với Li/Li+ Kết thảo luận 3.1 Cấu trúc hình thái học cùa vật liệu Phổ nhiễu xạ tia X vật liệu Li1xNaxMn0.5Ni0.5O2 có nồng độ Na thay khác thể hình Như thấy hình vẽ, vật liệu tổng hợp có thành phần đơn pha nồng độ Na thay nằm khoảng – 20 % Cấu trúc vật liệu tương tự cấu trúc mặt thoi (hombohedral) vật liệu LiNiO2 (JCPDS 09-0063) thuộc nhóm khơng gian R–3m [10] Khi nồng độ Na thay tăng lên đến 30 %, pha thuộc vật liệu Na2Mn3O7 với cấu trúc ba nghiêng (triclinic) thuộc nhóm khơng gian P-1 (JCPDS 78-0193) phát tạp chất Hình Phổ nhiễu xạ tia X vật liệu Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2 (x = – 0.3) tổng hợp 900°C Để hiểu rõ tác động Na thay lên tham số cấu trúc vật liệu Li1xNaxMn0.5Ni0.5O2, phương pháp làm khớp Rietveld sử dụng để phân tích phổ nhiễu xạ thu mẫu có nồng độ thay từ – 20 % Như thấy hình 2, phổ nhiễu xạ mơ trùng khớp tốt với phổ đo từ thực nghiệm Các tham số cấu trúc thu từ phân tích thể bảng Trong trường hợp khơng thay thế, vật liệu LiMn0.5Ni0.5O2 có cấu trúc mặt thoi với số mạng a c có độ dài tương ứng 2.8978 Å 14.294 Å Kết phù hợp tốt với phân tích cơng bố trước vật liệu [12,13] Khi nồng độ Na thay tăng lên, Các số mạng có xu hướng tăng lên theo nồng độ Na Cụ thể, tăng nồng độ Na thay lên 10 % 20 %, số mạng a có mức độ tăng tương ứng 0.021 % 0.072 %, số mạng c có mức độ tăng tương ứng 0.154 % 0.259% L.P.C Linh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 45-53 49 Bảng Các tham số cấu trúc mẫu vật liệu Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2 (x = 0, 0.1, 0.2) tính tốn từ phương pháp làm khớp Rietveld sở kết thu từ phép đo nhiễu xạ tia X Hằng số cấu trúc LiMn0.5 Ni0.5O2 α, β (°) 90 γ (°) 120 a, b (Å) 2.8978 c (Å) 14.294 c/a 4.9327 Li–O (Å) 2.1221 V (Å) 103.9492 Ký hiệu mẫu Li0.9Na0.1 Li0.8Na0.2Mn0.5 Mn0.5Ni0.5O2 Ni0.5O2 90 90 120 120 2.8984 2.8999 14.316 14.331 4.9393 4.9419 2.1334 2.1420 104.1523 104.3694 Hình Minh họa cấu trúc siêu mạng có kích thước 2×2×1 vật liệu LiMn0.5Ni0.5O2 Theo quan sát trực quan, thấy kết tính tốn hợp lý mà cấu trúc vật liệu LiMn0.5Ni0.5O2 bao gồm lớp Li xếp song song xen kẽ lớp (Ni,Mn)O2 nằm mặt phẳng vng góc với trục z (hình 3) Q trình thay ion Li+ có bán kính nhỏ (0.76 Å) ion Na+ có bán kính lớn (1.02 Å) rõ ràng làm giãn khoảng cách lớp nguyên tử làm tăng số mạng c định hướng theo trục z Hình Kết phân tích Rietveld sở phổ nhiễu xạ tia X vật liệu Li0.8Na0.2Mn0.5Ni0.5O2 tổng hợp 900°C Như đề cập phần giới thiệu, nhiều nhóm nghiên cứu khảo sát khả thay Na cho Li vật liệu oxit kim loại chuyển tiếp cấu trúc lớp Mặc dù hầu hết kết công bố cho thấy tượng tăng lên số mạng tăng nồng độ Na thay thế, xu hướng tăng lên giá trị số mạng báo cáo khác Một số nhóm báo cáo mức độ tăng lên đồng hai số mạng a c tăng nồng độ Na thay [14,15] Một số nhóm khác lại cho thấy có số mạng c tăng lên số mạng a giảm thay Na cho Li [7, 8] Các kết tính tốn báo cáo phù hợp với số công bố khác cho thấy cho thấy số mạng c tăng mạnh so với số mạng a nồng độ Na thay tăng lên [16-18] Hình Ảnh SEM mẫu vật liệu LiMn0.5Ni0.5O2 (a) Li0.8Na0.2Mn0.5Ni0.5O2 (b) tổng hợp 900°C 50 L.P.C Linh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 45-53 Ảnh SEM mẫu LiMn0.5Ni0.5O2 Li0.8Na0.2Mn0.5Ni0.5O2 thể tương ứng hình 4a 4b Nhìn chung, vật liệu có hình thái học đặc trưng giống mẫu tổng hợp từ phương pháp Vật liệu có cấu tạo bao gồm hạt lớn hình cầu có kích thước từ 1.5 – μm tạo thành từ hạt nhỏ có kích thước 20 – 100 nm Các nghiên cứu trước hạt cầu lớn có hình dạng tương tự hạt vật liệu đồng kết tủa NiCO3 MnCO3 [19] Khi nghiền trộn với NaOH LiOH nung nhiệt độ cao, muối các-bô-nát trước tiên bị phân hủy thành ơ-xít kim loại chuyển tiếp, ơ-xít sau phản ứng với dung dịch NaOH LiOH nóng chảy để tạo thành vật liệu Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2 [20, 21] Do trình phản ứng làm tăng thể tích hạt ơ-xít kim loại chuyển tiếp [22], số hạt bị vỡ thành hạt nhỏ tác động ứng suất gây q trình giãn nở thể tích Các quan sát ảnh hiển vi điện tử mẫu có nồng độ Na thay % 20 % cho thấy trình thay dường làm tăng tượng vỡ hạt vật liệu Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2 Xu hướng giải thích thơng qua bán kính ion lớn Na+ tạo ứng suất lớn so với ion Li+ xen cài vào hạt ơ-xít kim loại chuyển tiếp làm tăng tượng vỡ hạt vật liệu 3.2 Đặc trưng điện hóa vật liệu Để khảo sát ảnh hưởng trình thay lên tính chất điện hóa vật liệu dương cực Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2, vật liệu có nồng độ Na thay % 20 % lựa chọn để chế tạo điện cực dương pin sạc li-ti sử dụng điện cực âm Li kim loại Các đường đặc trưng phóng nạp điện cực sử dụng vật liệu LiMn0.5Ni0.5O2 Li0.8Na0.2Mn0.5Ni0.5O2 tương ứng thể hình 5a 5b Ở cường độ dịng phóng nạp 10 mAg-1, điện dung phóng nạp vòng vật liệu LiMn0.5Ni0.5O2 đạt giá trị tương ứng 120 77 mAhg-1 Đối với vật liệu Li0.8Na0.2Mn0.5Ni0.5O2, giá trị tương ứng 85 67 mAhg-1 Về nguyên tắc, hai loại ion Na+ Li+ xen cài rút khỏi vật liệu Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2 Tuy nhiên, tính toán lý thuyết gần với oxit kim loại chuyển tiếp V2O5 cho thấy lượng xen cài ion Li+ vào vật liệu nhỏ đáng kể so với ion Na+ [23] Q trình tiêm điện cực ion Li+ ưu tiên xảy so với ion Na+ Kết luận dường phù hợp cho trường hợp vật liệu oxit kim loại chuyển tiếp cấu trúc lớp mà số báo cáo công bố gần cho thấy dung lượng phóng nạp vật liệu thay nhỏ so với vật liệu [17,24] Tại vịng phóng nạp thứ thứ 3, điện dung phóng nạp mẫu trở nên ổn định Tuy nhiên, quan sát từ đồ thị, điện dung phóng nạp vật liệu Li0.8Na0.2Mn0.5Ni0.5O2 thấp khoảng 20% so với vật liệu LiMn0.5Ni0.5O2 Để kiểm tra ảnh hưởng giải pháp thay lên khả đáp ứng dòng hai loại vật liệu, điện cực kiểm tra đặc trưng phóng nạp cường độ dòng khác Đầu tiên, điện cực cho phóng nạp cường độ dịng 10 mAg-1 Sau vịng phóng nạp đầu tiên, cường độ dòng nâng lên tới giá trị 20, 40 80 mAg-1 Các kết khảo sát điện dung phóng điện cực LiMn0.5Ni0.5O2 Li0.8Na0.2Mn0.5Ni0.5O2 cường độ dòng khác thể tương ứng hình 5c 5d Có thể thấy rõ ràng vật liệu Li0.8Na0.2Mn0.5Ni0.5O2 có khả đáp ứng dòng tốt so với vật liệu LiMn0.5Ni0.5O2, đặc biệt cường độ dịng lớn Điện dung phóng vật liệu Li0.8Na0.2Mn0.5Ni0.5O2 cường độ dòng 40 80 mAg-1 tương ứng 15.2 11.2 mAhg1 , cao 2.7 5.5 lần so với giá trị điện dung tương ứng vật liệu LiMn0.5Ni0.5O2 Theo kết tính tốn thảo luận trình bày Bảng 1, trình thay phần nguyên tử Li nguyên tử Na vật liệu Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2 tác động làm giãn khoảng cách lớp nguyên tử Li (Mn,Ni)O2 Nhờ tác động này, ion Li+ vận chuyển mạng tinh thể dễ dàng Kết vật liệu Li0.8Na0.2Mn0.5 Ni0.5O2 thể khả đáp ứng dòng tốt so với vật liệu LiMn0.5Ni0.5O2 L.P.C Linh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 45-53 51 Hình Đường đặc trưng phóng nạp vịng điện cực sử dụng vật liệu LiMn0.5Ni0.5O2 (a) Li0.8Na0.2Mn0.5Ni0.5O2 (b), so sánh điện dung phóng điện cực chế độ dịng khác (c, d) Kết luận Các vật liệu Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2 (x = 0–0.2) có thành phần đơn pha tổng hợp thành công phương pháp đồng kết tủa kết hợp với phương pháp phản ứng pha rắn Các vật liệu tổng hợp có hình thái học đồng bao gồm hạt hình cầu lớn tạo thành từ hạt có kích thước nhỏ Các kết phân tích cấu trúc cho thấy việc thay nguyên tử Li nguyên tử Na vật liệu LiMn0.5Ni0.5O2 có tác dụng nới rộng khoảng cách lớp nguyên tử Li lớp (Mn,Ni)O2 xếp xen kẽ mạng tinh thể vật liệu, qua tạo thuận lợi cho q trình tiêm ion Li+ mạng tinh thể Các kết đo đạc đặc trưng phóng nạp cho thấy điện cực Li0.8Na0.2Mn0.5Ni0.5O2 có khả đáp ứng dòng tốt so với điện cực LiMn0.5Ni0.5O2 Từ kết thu được, kết luận phương pháp thay phần nguyên tử Li ngun tử Na có kích thước lớn giải pháp hiệu để cải thiện hiệu vật liệu dương cực LiMn0.5Ni0.5O2 Lời cảm ơn Nghiên cứu tài trợ Quỹ Phát triển khoa học công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) thông qua đề tài nghiên cứu mã số 103.02-2016.43 52 L.P.C Linh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 45-53 Tài liệu tham khảo [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] Y-L Ding, Z P Cano, A-P Yu, J Lu, Z-W Chen, Automotive Li-Ion Batteries: Current Status and Future Perspectives, Electrochem Energ Rev (2019) 1-28 https://doi.org/10.1007/s41918-0180022-z M Osiak, H Geaney, E Armstrong, C O'Dwyer, Structuring materials for lithium-ion batteries: advancements in nanomaterial structure, composition, and defined assembly on cell performance, J Mater Chem A (2014) 94339460 https://doi.org/10.1039/C4TA00534A W-D Li, B-H Song, A Manthiram, High-voltage positive electrode materials for lithium-ion batteries, Chem Soc Rev 46 (2017) 3006-3059 https://doi.org/10.1039/C6CS00875E T Ohzuku, Y Makimura, Layered Lithium Insertion Material of LiNi1/2Mn1/2O2: A Possible Alternative to LiCoO2 for Advanced Lithium-Ion Batteries, Chem Lett 30 (2001) 744-745 https://doi.org/10.1246/cl.2001.744 X-Q Yang, J McBreen, W-S Yoon, C P Grey, Crystal structure changes of LiMn0.5Ni0.5O2 cathode materials during charge and discharge studied by synchrotron based in situ XRD, Electrochem Commun (2002) 649-654 https://doi.org/10.1016/S1388-2481(02)00406-X Y Liu, B Chen, F Cao, X Zhao and J Yuan, Synthesis of nanoarchitectured LiNi0.5Mn0.5O2 spheres for high-performance rechargeable lithium-ion batteries via an in situ conversion route, J Mater Chem 21 (2011) 10437-10441 https://doi.org/10.1039/C1JM10408J Y-Y Wang, Y-Y Sun, S Liu, G-R Li, X-P Gao, Na-Doped LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 with Excellent Stability of Both Capacity and Potential as Cathode Materials for Li-Ion Batteries, ACS Appl Energy Mater (2018) 3881-3889 https://doi.org/10.1021/acsaem.8b00630 W Hua, J Zhang, Z Zheng, W Liu, X Peng, XD Guo, B Zhong, Y-J Wang, X Wang, Nadoped Ni-rich LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 cathode material with both high rate capability and high tap density for lithium ion batteries, Dalton Trans 43 (2014) 14824-14832 https://doi.org/10.1039/ C4DT01611D M Casas-Cabanas, J Rodríguez-Carvajal, J Canales-Vázquez, Y Laligant, P Lacorre, M.R Palacín, Microstructural characterisation of battery materials using powder diffraction data: DIFFaX, FAULTS and SH-FullProf approaches, J Power Sources 174 (2) (2007) 414-420 https:// doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.06.216 [10] A Kumar, R Nazzario, L Torres-Castro, A Pena-Duarte, M S Tomar, Electrochemical properties of MgO-coated 0.5Li2MnO30.5LiNi0.5Mn0.5O2 composite cathode material for lithium ion battery, Int J Hydrog Energy 40 (14) (2015) 4931-4935 https://doi.org/10.1016/j.ijhy dene.2015.01.104 [11] P Zheng, J Su, Y Wang, W Zhou, J Song, Q Su, N Reeves‐ McLaren, S Guo, A High‐ Performance Primary Nanosheet Heterojunction Cathode Composed of Na0.44MnO2 Tunnels and Layered Na2Mn3O7 for Na‐ Ion Batteries, ChemSusChem 13 (2020) 1793-1799 https://doi org/10.1002/cssc.201903543 [12] S‐ M Park, T‐ H Cho, M Yoshio, Novel Synthesis Method for Preparing Layered Li[Mn1/2Ni1/2]O2 as a Cathode Material for Lithium Ion Secondary Battery, Chem Lett 33 (2004) 748-749 https://doi.org/10.1246/cl.2004 748 [13] X Meng, S Dou, W-L Wang, High power and high capacity cathode material LiNi0.5Mn0.5O2 for advanced lithium-ion batteries, J Power Sources 184 (2008) 489-493 https://doi.org/10.1016/j jpowsour.2008.04.015 [14] R.Zhao, Z Yang, J Liang, D Lu, C Liang, X Guan, A Gao, H Chen, Understanding the role of Na-doping on Ni-rich layered oxide LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2, J Alloys Compd 689 (2016) 318-325 https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016 07.230 [15] Z Huang, Z Wang, Q Jing, H Guo, X Li, Z Yang, Investigation on the effect of Na doping on structure and Li-ion kinetics of layered LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 cathode material, Electrochim Acta 192 (2016) 120-126 https:// doi.org/10.1016/j.electacta.2016.01.139 [16] Z Chen, T Xie, L Li, M Xu, H Zhu, W Wang, Characterization of Na-substituted LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode materials for lithiumion battery, Ionics 20 (2014) 629-634 https://doi org/10.1007/s11581-013-1022-y [17] D-L Vu, J-W Lee, Na-doped layered LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 with improved rate capability and cycling stability, J Solid State Electrochem 22 (2018) 1165-1173 https://doi.org/10.1007/s 10008-017-3863-1 [18] H Kim, A Choi, S W Doo, J Lim, Y J Kim, K T Lee, Role of Na+ in the Cation Disorder of [Li1-xNax]NiO2 as a Cathode for Lithium-Ion Batteries, J Electrochem Soc 165 (2018) A201A205 https://doi.org/10.1149/2.0771802jes [19] S Zhang, C Deng, B.L Fu, S.Y Yang, L Ma, Synthetic optimization of spherical L.P.C Linh et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 36, No (2020) 45-53 Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2 prepared by a carbonate coprecipitation method, Powder Technol 198 (2010) 373-380 https://doi.org/10.1016/j.powtec 2009.12.002 [20] Y Zhang, H Cao, J Zhang, B Xia, Synthesis of LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 cathode material by a carbonate co-precipitation method and its electrochemical characterization, Solid State Ion 177 (2006) 3303-3307 https://doi.org/10.1016/j ssi.2006.09.008 [21] J-S Seo, J-W Lee, Fast growth of the precursor particles of Li(Ni0.8Co0.16Al0.04)O2 via a carbonate co-precipitation route and its electrochemical performance, J Alloy Compd 694 (2017) 703-709 53 https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.10.062 [22] X Wang, X Li, X Sun, F Li, Q Liu, Q Wang, D He, Nanostructured NiO electrode for high rate Li-ion batteries, J Mater Chem 21 (2011) 35713573 https://doi.org/10.1039/C0JM04356G [23] J Carrasco, Role of van der Waals Forces in Thermodynamics and Kinetics of Layered Transition Metal Oxide Electrodes: Alkali and Alkaline-Earth Ion Insertion into V2O5, J Phys Chem C 118 (2014) 19599-19607 https://doi org/10.1021/jp505821w [24] J Wu, N Sharma, Alkali-Metal Modification of Li(Ni0.33Mn0.33Co0.33)O2, Aust J Chem 72 (2019) 600-606 https://doi.org/10.1071/CH19114 ... Technology, Vol 36, No (2020) 45-53 46 Tổng hợp nghiên cứu đặc trưng cấu trúc tính chất điện hóa vật liệu Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2 ứng dụng làm điện cực dương cho pin sạc li-ti Lê Phan Cẩm Linh2, Nguyễn... vật liệu dương cực Li1-xNaxMn0.5Ni0.5O2, vật liệu có nồng độ Na thay % 20 % lựa chọn để chế tạo điện cực dương pin sạc li-ti sử dụng điện cực âm Li kim loại Các đường đặc trưng phóng nạp điện cực. .. thay làm giảm điện dung tích trữ đặc trưng, có tác dụng làm tăng khả đáp ứng dịng vật liệu Từ khóa: pin sạc li-ti, vật liệu dương cực, ơ-xít kim loại chuyển tiếp, phân tích Rietveld, đặc trưng