Tổng hợp và nghiên cứu đặc tính cài của ION Li+ vào mạng LiNixMn2 x O4 Spinel

Tổng hợp và nghiên cứu đặc tính cài của ION Li+ vào mạng LiNixMn2 x O4 Spinel Tổng hợp và nghiên cứu đặc tính cài của ION Li+ vào mạng LiNixMn2 x O4 Spinel Tổng hợp và nghiên cứu đặc tính cài của ION Li+ vào mạng LiNixMn2 x O4 Spinel luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

bộ giáo dục đào tạo trường đại học bách khoa hµ néi Nguyễn Ngọc Hưng Tổng hợp nghiên cứu Đặc tính cài ion Li+ vào mạng LiNixMn2-xO4 Spinel Chuyên ngành: Công nghệ Điện hóa bảo vệ kim loại luận văn thạc sĩ ngành công nghệ điện hóa bảo vệ kim loại người hướng dẫn khoa học : PGS.TS Trần Trung Hà Nội 2007 Luận văn tèt nghiƯp Ngun Ngäc H­ng MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nguồn điện Lithium 1.1.1 Quá trình phát triển nguồn điện Lithium 1.1.2 Một số loại nguồn điện Lithium 1.2 Vật liệu cài 12 1.2.1 Giới thiệu chung 12 1.2.2 Cơ chế cài ion 14 1.3 Vật liệu Spinel LiMn2O4 16 1.4 Vật liệu Spinel LiNixMn2-xO4 20 1.5 Phương pháp Sol-gel 23 1.6 Các phương pháp nghiên cứu 26 1.6.1 Phương pháp phân tích nhiệt DTA-TGA 26 1.6.2 Phương pháp quét tuần hoàn CV 27 1.6.3 Phương pháp đo phổ nhiễu xạ Rơnghen 29 1.6.4 Kính hiển vi điện tử quét SEM 31 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 33 2.1 Điều chế LiNixMn2-xO4 34 2.1.1 Sơ đồ điều chế vật liệu Spinel LiNixMn2-xO4 34 2.1.2 Hoá chất dụng cụ 35 2.1.3 Pha chế thành phần mẫu 35 2.1.4 Sấy khô mẫu 39 2.2 Chế tạo điện cực 40 2.3 Khảo sát đặc tính điện hóa vật liệu 41 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42 3.1 Kết sơ vật liệu 42 Cơng nghệ Điện hóa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Ngọc Hưng 3.1.1 Kết tạo LiNixMn2-xO4 dạng sol-gel 42 3.1.2 Kết tạo LiNixMn2-xO4 dạng bột 42 3.2 Kết khảo sát phân tích tính chất vật liệu spinel LiNixMn2-xO4 43 3.2.1 Phân tích nhiệt TGA 43 3.2.2 Phân tích phổ XRD 46 3.2.3 Kết kính hiển vi điện tử quét SEM 55 3.2.4 Kết phân tích phương pháp qt tuần hồn CV 58 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 Cơng nghệ Điện hóa 2005-2007 Ln văn tốt nghiệp Nguyễn Ngọc Hưng LI M U Ngày nói tới nguồn điện biết, khơng phải hiểu cách thực Có điều từ phát điện tới người ta sử dụng cách rộng rãi Bây điện coi thiếu hoạt động người Trong giới phát triển nguồn điện ngày tạo nhiều hơn, cải thiện nhiều cách khác điều kiện, hồn cảnh khác nhau.Chính nhà khoa học nghiên cứu tạo loại nguồn điện cách khác học, nhiệt, thuỷ điện, lượng mặt trời, lượng hạt nhân Trong có loại nguồn điện tạo phương pháp hóa học gọi nguồn điện hóa học Vậy nguồn điện hóa học gì, có tác dụng sử dụng tìm hiểu xem Trong luận văn tơi xin trình bày số vấn đề tìm hiểu nghiên cứu liên quan tới nguồn điện hóa học Theo định nghĩa xa xưa điện hóa học khoa học biến đổi hóa thành điện ngược lại nguồn điện hóa học thành tựuđúng ý nghĩa lĩnh vực Nó có mặt sớm pin Volta năm 1800, ắc qui axit chì Gaston Planté phát minh Cho đến nguồn điện hóa học coi nguồn cung cấp lượng nhỏ có hiệu sử dụng rộng rãi đời sống cơng nghiệp Tính ưu việt bật hiệu suất biến đổi lượng cao so với phương pháp tích trữ chuyển hóa lượng Sự phát triển thiết bị điện tử ngày làm phong phú cho sống đặc biệt thiết bị di động nhỏ gọn cần đến nguồn lượng dự trữ nhỏ cần đến nguồn điện hoá học Điều làm cho phát triển nguồn điện hóa học ngày phát triển phong phú hiệu Những cách mạng công nghệ tích trữ lượng với loại vật liệu phương thức liên tục đời Công ngh in húa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Ngäc H­ng ln cải tiến Trong có loại vật liệu để tạo nguồn điện hóa học có khả cải thiện đáng kể khả tích trữ loại vật liệu cài hay gọi vật liệu spinel Trong luận văn tốt nghiệp nghiên cứu họ vật liệu cài là: spinel LiNixMn2-xO4 Cơng nghệ Điện húa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Ngọc Hưng CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nguồn điện Lithium 1.1.1 Quá trình phát triển nguồn điện Lithium [4,12] Liti kim loại có khối lượng riêng nhỏ 0,543g/cm3 nhẹ nửa nước Mặt khác Li có điện điện cực chuẩn âm ∆ΦoLi/Li+ =-3,04 V so với NHE đứng đầu hoạt tính điện hố (dễ nhường electron để trở thành Li+) Dung lượng tích trữ lượng Liti thuộc vào loại cao 3680Ah/kg, vượt trội so với loại vật liệu khác Do chúng thích hợp cho việc tạo nguồn điện có điện cao, chọn vật liệu catot thích hợp Điện cực Liti cho mật độ dịng phóng cao Một số dịng nguồn điện Liti nạp lại Li dễ bị oxi hóa thành Li+, ion Li+ có kích thước nhỏ, chúng dễ dàng chui vào vật liệu khác “ vật liệu chủ” để tạo nên vật liệu gọi “vật liệu cài” Liti kim loại mốt số hợp kim Liti thường dùng để làm anot nguồn điện hóa học Bảng bảng cho thấy dung lượng tích trữ lượng số vật liệu thường làm anot Bảng Dung lượng tích trữ lượng số vật liệu anot Vật liệu Dung lượng ( Ah/ kg ) Pb 260 Cd 480 Ag 500 Zn 820 Li 3860 Cụng ngh in húa 2005-2007 Luận văn tốt nghiƯp Ngun Ngäc H­ng Bảng Một số tính chất Liti Năng lượng ion hóa (kJ/mol) Kí hiệu Li I1 I2 521 7300 Rkl Rion Ǻ Ǻ Khối lượng riêng g/cm 1.519 0.6 tonc to s εo Li+/Li °C °C V 179 1370 - 3.045 0.534 Tuy nhiên, bắt đầu nghiên cứu nguồn điện Liti, nhà nghiên cứu gặp nhiều khó khăn đặc tính hóa học mạnh mẽ kim loại Liti dễ bị oxy hố khơng khí, phản ứng với nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ, bùng cháy gặp nước… Chính vấn đề đặc thù cịn tồn với nguồn điện Liti là: • Mơi trường điện li phải khơng có nước Năm 1958, W.Harris tìm họ dung mơi hữu propylen cacbonat đánh dấu mốc quan trọng phát triển pin Liti sau • Vấn đề sử dụng an tồn vật liệu Liti • Chọn lựa vật liệu catot thích hợp • Nguồn điện Liti địi hỏi cơng nghệ chế tạo xuất phát từ ngun lý tích trữ, kết cấu hồn tồn Bên cạnh đó, vật liệu Liti đưa vào sử dụng gặp phải vấn đề làm giảm ưu điểm nguồn điện này: • Các mầm Li xuất nạp lại nguồn, thường bị thụ động hóa phản ứng với dung dịch điện ly tạo thành lớp bề mặt cách điện với anot nền, làm cản trở hoạt động anot màng kết tủa cho phép dẫn ion qua Cơng ngh in húa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Ngäc H­ng • Trong q trình làm việc số điều kiện (Ví dụ: dịng điện phóng nạp q mạnh) lớp bề mặt trở nên xốp, xảy phản ứng mãnh liệt mầm Li tạo thành dung môi đồng thời tỏa nhiệt cục Nhiệt độ lớn nhiệt nóng chảy Li (180oC) kèm theo cháy nổ gây nguy hiểm • Sự nạp lại làm giảm Li bề mặt vật liệu anot thụ động đặc biệt tới điểm lõm Quá trình kết tủa ưu tiên phần gồ ghề sinh gai gây chập mạch phá huỷ pin, acqui Một vấn đề quan tâm nguồn điện Liti hệ dung dịch điện ly Với nguồn điện thơng thường, hệ điện ly ln có dung mơi H2O Đây dung mơi lý tưởng có điện dung cao (ε = 78,4), độ nhớt thấp (η = 0,890 cP) thích hợp với việc hồ tan tốt chất điện ly dẫn ion dung dịch Nhưng với nguồn điện Liti mơi trường nước buộc phải loại bỏ : • Trong nguồn điện Liti khơng thể có H2O Li kim loại phản ứng với H2O tỏa nhiệt mạnh gây cháy nổ • Trong nguồn Liti-ion, ta thay anot Li kim loại vật liệu cài anot (Ví dụ LixC6) vật liệu an toàn nước điện vật liệu catot LiMxOy (M: Mn, Ni, Co) hay V2O5, V6O13…đều ≥ (V) lớn điện phân huỷ nước ≈ 1,23 (V) Như vậy, dung môi cho nguồn điện Liti, Liti-ion phải dung môi phân cực, khơng phân ly proton, thơng số hóa lý giống nước tốt nghĩa momen lưỡng cực cao, số điện môi lớn, độ nhớt nhỏ, khối lượng riêng thấp Các thơng số quan trọng liên quan đến khả hồ tan muối dẫn cải thiện độ dẫn vốn dung mơi hữu Ngồi ra, dung mơi phải bền, không phản ứng với vật liệu điện cực, không làm giảm hoạt độ Li+ Số vận chuyển Li+ dung môi t+ phải ≈ 1,0 Thực tế, khơng có dung mơi hữu có đầy đủ tính chất Các Cơng nghệ Điện húa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Ngọc Hưng dung mơi có ý nghĩa thực tiễn ứng dụng là: Propylen cacbonat (PC), Ethylen cacbonat (EC), Tetra hydro furan (THF), Dymethyl sunfoxid (DMSO) Tuy việc sử dụng dung môi hữu phức tạp, khó khăn, ứng dụng thực tế khó đạt hiệu cao Gần giới, số nhà khoa học tiến hành nghiên cứu nguồn điện Liti-ion hệ điện dịch nước đạt số kết định Nếu nghiên cứu thành cơng mở đường rộng mở cho nguồn điện Liti ứng dụng vào sống Mặc dù tồn nhiều vấn đề vật liệu điện cực điện dịch, nhiên với tính vượt trội nguồn điện Liti Liti-ion nghiên cứu phát triển mạnh mẽ năm gần 1.1.2 Một số loại nguồn điện Lithium [4, 12] Trong luận văn này, xin giới thiệu số loại nguồn điện Lithium-Manganese Nguồn điện Lithium-Manganese chia làm loại: - Pin Liti sơ cấp (Lithium Battery Primary) - Acquy Liti thứ cấp (Lithium Battery Secondary) - Acquy Liti-ion (Lithium- ion battery) 1.1.2.1 Pin Liti-MnO2 sơ cấp Năm 1975, hãng Sanyo xác định phản ứng Liti MnO2 thành công tạo nguồn điện Li-MnO2 Cơ chế pin Li-MnO2 là: - Phản ứng anot: Li  Li+ + e- Phản ứng catot: MnO2 + Li+ + e-  MnO-2 (Li+) - Phản ứng tổng: Li + MnO2  MnO-2 (Li+) Trong MnO-2 (Li+) xác định hợp chất tạo thành từ cài ion Li+ vào mạng MnO2 Cụng ngh in húa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp Ngun Ngäc H­ng Hình Q trình cài Li+ vào ô mạng MnO2 cho ta thấy trình khử Mn4+ Mn3+ điện cực catot phóng điện pin Li-MnO2 q trình vào mạng Li+ Cấu tạo pin Liti hệ là: (-) Li (hợp kim Li)/ hệ điện dịch không nước/MnO2 ⊕ Cơ chế phóng nạp pin dựa vào trình ra, vào mạng ion Li+ hay cịn gọi trình cài khử cài ion Li+ vào mạng cấu trúc MnO2 Người ta gọi chế chế xích đu (rocking chair) Trong pin Li/MnO2 hợp chất LiClO4; LiCF3CO3 sử dụng rộng rãi với vai trị chất điện ly hồ tan, với hệ dung mơi propylen cacbonat (PC) 1,2-dimethoxyethane (DME) Hệ điện ly PC-DME-LiClO4 cho ta độ dẫn cao (≥ 10-2 Ω-1.cm-1) có độ nhớt thấp (≤ cP) Những yêu cầu MnO2 hoạt tính hệ pin Li/MnO2 là: * Khơng có chứa nước * Phải có cấu trúc mạng phù hợp để ion Li+ khuếch tán vào ô mạng Trong pin Li/MnO2, chiều phản ứng catot (chiều cài ion) l quan trng Cụng ngh in húa 2005-2007 Luận văn tèt nghiƯp 49 Ngun Ngäc H­ng Nhìn vào kết chụp XRD hai mẫu vật liệu LiMn2O4 (hình 20) LiNiMn2O4 (hình 21) ta nhận thấy chúng có nhiều điểm khác cường độ pic, số lượng pic chúng có điểm chung chân pic xấu, có nhiều pic có (cường độ) độ cao thấp chứng tỏ hai hợp chất chưa có dạng cấu trúc tinh thể ổn định Ngồi cịn chứng tỏ có nhiều tạp chất vật liệu chưa nung Với mẫu LiMn2O4 Mn tồn dạng Mn2O3 MnO2 với cấu trúc tinh thể chưa hoàn chỉnh Đối với mẫu LiNiMn2O4 hình thành dạng tinh thể chưa dạng Spinen mong muốn mà hợp chất có cấu trúc nhiều loại oxit: MnO, NiO Một số chất dư, chưa phản ứng hết Ni, Li2CO3 Mới tạo LiMn2O4 chưa hình thành dạng LiNiMnO4 Qua kết mẫu trước nung ta thấy tổng hợp theo phương pháp thơng thường chưa thể tạo vật liệu mong muốn Để tạo vật liệu spinel với tính chất cấu trúc đặc biệt cần có biện pháp biến đổi vật lý khác Trong nghiên cứu áp dụng quy trình nung để có vật liệu spinel mong muốn Sau kết chụp XRD số mẫu nung theo quy trình thực nghiệm chương Từ hình 22 cho thấy kết chụp LiMn2O4 sau nung khác hẳn lúc trước nung, chân pic khơng cịn nhiễu nhiều trước, số lượng pic rõ nét Đặc biệt, mẫu lại tinh thể LiMn2O4 qua trình nung mẫu hoàn toàn chuyển thành dạng spinel LiMn2O4 mong mun Cụng ngh in húa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp 50 Ngun Ngäc H­ng Hình 22 Ảnh phân tích XRD mẫu LiMn2O4 sau nung Cơng nghệ Điện hóa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp 51 Nguyễn Ngọc Hưng i với mẫu có cài Niken, kết chụp XRD đưa hình 23 Hình 23 Ảnh phân tích XRD mẫu LiNiMnO4 sau nung Công nghệ Điện húa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp 52 Nguyễn Ngọc Hưng Tương tự kết chụp mẫu LiMn2O4, mẫu LiNiMnO4 sau nung kết chụp XRD khơng cịn bị nhiễu chân pic cấu trúc tạo thành rõ ràng số lượng giảm Điều chứng tỏ hình thành cấu trúc mới, cấu trúc vật liệu spinel mong muốn Nhưng có điều khác với kết chụp mẫu LiMn2O4 mẫu LiNiMnO4 thêm loại cấu trúc khác hai dạng: - LiNi0,5Mn1,5O4 - Ni6MnO8 Trong pic dạng LiNi0,5Mn1,5O4 rõ nét có chiều cao pic lớn nhiều lần so với pic dạng Ni6MnO8 Chúng ta dễ dàng hiểu xuất pic dạng LiNi0,5Mn1,5O4 Ni cài mạng tinh thể tạo dạng tinh thể khác Cịn có mặt pic Ni6MnO8 Ni dư khơng cài hồn toàn vào mạng tinh thể LiMn2O4 Qua kết chụp phổ hai mẫu sau nung, thấy q trình nung tạo spinel khơng thể thiếu Với số mẫu spinel LiNixMn2-xO4 sau nung cho kết chụp XRD tương tự Kết chụp XRD mẫu spinel với tỉ lệ thành phần Niken (x) khác trình bày hình 23, hình 24, hình 25 Cơng nghệ Điện hóa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp 53 Nguyễn Ngọc Hưng Hỡnh 24 Ảnh phân tích XRD LiNixMn2-xO4 (x=0,5) Cơng nghệ Điện húa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp 54 Nguyễn Ngọc Hưng Hình 25 Ảnh phân tích XRD LiNixMn2-xO4 (x=0,01) Cơng ngh in húa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp 55 Nguyễn Ngäc H­ng Sau trình nung ta thấy mẫu spinel LiNixMn2-xO4 tạo thành có cấu trúc cấu trúc ổn định rõ ràng Để sâu cấu trúc mẫu vật liệu có tỷ lệ niken cài vào x=1,5; 0,5 ; 0,01 Kết chụp XRD mẫu LiNixMn2-xO4 có x=1, x=0,05, x=0,01 đưa hình 23, hình 24, hình 25 Khoảng cách d nút mạng tinh thể LiNixMn2-xO4 có thay đổi mẫu spinel có tỷ lệ Niken cài khác Sự thay đổi tỉ lệ x liên quan chặt chẽ đến khoảng cách d Ở hình 23 d=4,727 18,9 (x=1), hình 24 d=4,737 18,9 (x=0,5), hình 25 d=4,752 18,9 (x=0,01) Các số liệu phân tích cho thấy khoảng cách d nhỏ dần tỷ lệ nghịch với x Điều x tăng lượng Ni cài vào mạng nhiều làm thay đổi khoảng cách d nút mạng Lý có mặt Niken dồn ép nút mạng tinh thể ban đầu làm cho vị trí lệch đi, dẫn cấu trúc mạng bị xơ lệch khoảng cách nút mạng thay đổi theo phương khác mà tăng hay giảm Ở ta xét phương 3.2.3 Kết kính hiển vi điện tử quét SEM [3] Khi Ni đưa vào theo tỷ lệ Ni : Mn = : Ni tồn với Mn dang Spinel LiNi0.5Mn1.5O4 dạng Ni6O8 có mặt Ni làm thay đổi hình thái cấu trúc bề mặt vật liệu Kết phân tích vật liệu kính hiển vi điện tử quét cho thấy: Khi khơng có Ni, cấu trúc vật liệu Spinel LiMn2O4 dạng phiến, với chiều dày khoảng 50 ÷ 70 nm, cịn chiều rộng khoảng vài trăm nm, chiều dài khoảng cỡ µm Khi có mặt Ni, LiNiMnO4 có dạng phiến mỏng sợi xen lẫn Các phiến mỏng xếp chồng lên tạo khối block nhỏ kích cỡ khoảng micromet Kết phân tích bề mặt vật liệu kính hiển vi điện tử quét SEM hình 26, hình 27, hình 28, hình 29 Cụng ngh in húa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp 56 Ngun Ngäc H­ng Hình 26 Ảnh chụp SEM vật liệu LiMn2O4 Độ phóng đại 2500 lần Hình 27 Ảnh chụp SEM vật liệu LiMn2O4 .Độ phóng đại 25000 lần Cụng ngh in húa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp 57 Ngun Ngäc H­ng Hình 28 Ảnh chụp SEM vật liệu LiNiMnO4 Độ phóng đại 2500 lần Hình 29 Ảnh chụp SEM vật liệu LiNiMnO4 Độ phóng đại 25000 lần Cụng ngh in húa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp 58 Ngun Ngäc H­ng 2.4 Kết phân tích phương pháp qt tuần hồn CV Hình 28 Đường cong quét Cyclic Voltammetry mẫu LiNiMnO4 (ngâm dung dịch LiClO4 trước 2giờ), quét dung dịch LiClO4 0,1M pH = 7, tốc độ quét 200 mV/s khoảng điện từ -1,0 ÷ 1,1V) Sự khác hình thái cấu trúc thành phần tạo dạng đường cong Cyclic Voltammetry khác vật liệu LiMn2O4 LiNiMnO4 Trên hình 30, 31 đưa đường quét tuần hoàn Cyclic Voltammetry điện cực ép từ bột LiMn2O4 với tốc độ quét khác 100 mV/s 150 mV/s Kết cho thấy: tồn vùng sóng Anot trải rộng tồn vùng điện nghiên cứu Sóng Anot thứ bắt đầu khoảng điện -0,7 V (so với điện cực Ag/AgCl) đến điện khoảng V, định tâm khoảng -0,25V (so với điện cực Ag/AgCl) Cịn sóng thứ hai định tâm điện Cơng nghệ Điện hóa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp 59 Nguyễn Ngọc Hưng khong 0,8 V Hai sóng khử tương ứng với hai mức khử cài ion Li+ khỏi mạng tinh thể Điều giải thích Li+ tồn dạng liên kết: Liên kết bền chặt Li+ nằm hốc tứ diện hay hốc bát diện trống Liên kết bền Li+ nằm không gian trống mặt phẳng lớp nguyên tử Các trình khử cài gắn liền với q trình oxi hóa Mn3+ → Mn4+ mạng tinh thể Hình 291 Đường cong quét Cyclic Voltammetry mẫu LiMn2O4 (ngâm dung dịch LiClO4 trước 2h), quét dung dịch LiClO4 0,1M, pH = 7, tốc độ quét 100 mV/s khoảng điện từ - 0.8 V÷ 1.2V) Khi có mặt Ni vật liệu điện cực Các sóng Anot trở nên rõ rệt Ngồi sóng Anot giống vật liệu LiMn2O4 bên trên, đường cong quét tuần hoàn LiNiMnO4 cịn có sóng anot vùng điện âm Điều Cơng nghệ Điện hóa 2005-2007 Ln văn tốt nghiệp 60 Nguyễn Ngọc Hưng ny cú th giải thích xuất Ni6O8 hợp chất gây trình cài khử cài Li+ mạng tinh thể Niken oxit Ni6O8 Hình 302 Đường quét Cyclic Voltammetry LiMn2O4 (ngâm dung dịch LiClO4 trước giờ)quét dung dịch LiClO4 0,1M, pH = 7, tốc độ quét 150 mV/s khoảng điện từ -0,8V÷1,2V) Cơng nghệ Điện hóa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp 61 Nguyễn Ngọc Hưng KT LUẬN Quá trình nghiên cứu thực số kết rút số kết luận sau: Tổng hợp mẫu vật liệu Spinel LiNixMn2-xO4 với thành phần khác phương pháp Sol-gel Phân tích thành phần, cấu trúc bề mặt vật liệu Lựa chọn chế độ thích hợp để tổng hợp vật liệu Spinel LiNixMn2-xO4 theo phương pháp Sol-gel Nghiên cứu số hành vi điện hóa vật liệu trình cài ion Li+, trình điện cực xảy thay phần nguyên tố Mn nguyên tố Ni So sánh đặc tính điện hóa vật liệu Spinel LiNiMn2O4 với mẫu vật liệu Spinel LiMn2O4 Spinel LiNiMn2O4 Kết thu phù hợp với nghiên cứu, công bố trước báo tạp chuyờn ngnh Cụng ngh in húa 2005-2007 Luận văn tèt nghiƯp 62 Ngun Ngäc H­ng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Trương Ngọc Liên - Điện hóa Lý thuyết - Nhà xuất Khoa học kĩ thuật, 2000 [2] PGS TS Trần Minh Hồng Bài giảng Điện hóa học bề mặt, Nhà xuất Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2003 [3] PGS TS Trần Minh Hoàng – Thí nghiệm chun ngành Điện hóa – Trường đại học Bách Khoa Hà Nội , 2001 [4] Ngô Quốc Quyền – Tích trữ chuyển hóa lượng hóa học, vật liệu công nghệ - Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam [5] Bộ mơn điện hóa – Nguồn điện hóa học – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 1970 [6] Lê Mậu Quyền – Hóa học vô – Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 1999 [7] Huỳnh Đăng Chính – Luận văn cao học – ITIMS, 1996 [8] Đặng Trung Dũng – Luận văn cao học – Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2006 [9] Relation between crystal structure, electronic structure, and electrode performance of LiMn2-xMxO4 (M= Ni,Zn) as a cathode active material for 4V secondary Li batteries Yuka Ito, Yasushi Idemoto* , Yuka Tsunoda, Nobuyuki Koura [10] Preparation and characterization of partially substituted LiMyMn2-y ( M = Ni, Co, Fe) spinel cathodes for Li – ion batteries Hyun Joo Bang, V.S Donepudi, Jai Prakash* [11] Sol-Gel Synthesis and Processing – Sridhar Komarneni , Sumio Sakka , Pradeep P.Phule’ , Richard M.Laine Công nghệ in húa 2005-2007 Luận văn tốt nghiệp 63 Nguyễn Ngọc H­ng [12] Handbook of Battery Materials – Jurgen O Besenhard [13] Joseph Wang – Analytical electrochemistry – 3rd ed, John Wiley&Sons, Inc, 2006 [14] Allen J.Bard, Larry R.Faulkner – Electrochemical methods fundamentals and application – 2nd ed, John Wiley&Sons, Inc, 2006 [15] Christopher M.A.Brett, Anamaria oliveira Brett – Electrochemistry principles, methods and application – Oxford university press, 1999 [16] William D.Callister – Fundamental of materials science and engineering – John Wiley&Sons, Inc, 2001 [17] Material evaluation and engineering, Inc – Handbook of analytical methods for materials, 2001 [18] Hellmut G Karge, Jens Weikamp – Structures and Structure Determination – Springer Verlag Berlin Heidelberg, 1999 Cơng nghệ Điện hóa 2005-2007 ... LiNixMn2- xO4 dạng Gel sệt Sấy khô 100OC LiNixMn2- xO4 dạng bột Nung O2 550oC 48 h Spinel LiNixMn2- xO4 Nung O2 800oC 48 h Spinel LiNixMn2- xO4 Sơ đồ 3: Quá trình tổng hợp vật liệu Spinel LiNixMn2- xO4... pin dựa vào q trình ra, vào mạng ion Li+ hay cịn gọi q trình cài khử cài ion Li+ vào mạng cấu trúc MnO2 Người ta cịn gọi chế chế x? ?ch đu (rocking chair) Trong pin Li/MnO2 hợp chất LiClO4; LiCF3CO3... LiNixMn2- xO4 Vật liệu Spinel LiNixMn2- xO4 điều chế theo sơ đồ: Mn(NO3)2 CH3COOH PEG Glixerin C2H5OH Ni(CH3COO)2 Đun hồi lưu chân không 60oC 24 Khuâý 2h LiNixMn2- xO4 dạng Sol Đun bốc 70oC LiNixMn2- xO4