Đồ án tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – Hoá Học
TRỊNH VIỆT DŨNG TRANG 45
Phương pháp quét thế tuần hoàn Von-Ampe (Cyclic Voltametry) để xác định hệ số khuếch tán D và xem xét sự biến thiên thuận nghịch (khả năng có thể phóng và nạp) của vật liệu nghiên cứu, điện thế ở đây biến thiên tuyến tính theo thời gian [83].
Hình 2.6: Đồ thị quét thế vòng C-V
Biến thiên điện thế theo thời gian có thể xác định theo các công thức sau: Khi 0 < <
Khi > Trong đó:
v – Tốc độ quét thế 0,000 (V/s) – 1000 (V/s) - Thời điểm đổi chiều quét thế (s)
- Thời gian (s)
- điện thế ban đầu (V)
- Với hệ thống thuận nghịch
Khi quét CV cho bề mặt điện cực nghiên cứu, đồ thị phụ thuộc của điện thế và dòng điện có dạng: d v. d v. v d ,s ,s
Đồ án tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – Hoá Học
TRỊNH VIỆT DŨNG TRANG 46
Hình 2.7 Quan hệ giữa điện thế và dòng điện trong quét thế vòng Dòng cực đại:
ip, R = -2,69.105.n3/2.Do1/2.Co.v1/2 Trong đó:
n – Số điện tử tương đối Do – Hệ số khuyếch tán (cm2/s)
Co – Nồng độ ban đầu của chất O (mol) ở 2980
K (Không phụ thuộc vào tốc độ quét thế) và
- Với hệ thống bất thuận nghịch Dòng điện cực đại: Với: A – Diện tích điện cực (cm2) p,R p.2,R 59 mV n p.O p.R I 1 I o p,R o o p,R 1 n.F I 0, 227.n.P.A.C .K .exp RT
Đồ án tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – Hoá Học
TRỊNH VIỆT DŨNG TRANG 47
C0 – Nồng độ chất oxi hóa trong dung dịch (mol/l)
Các mẫu vật liệu LiFePO4 sau khi được xử lý và chế tạo thành điện cực sẽ được nghiên cứu đặc tính điện hóa bằng các phương pháp đo đường cong quét thế vòng (Cyclic Voltammetry).
Quá trình nghiên cứu đường cong quan hệ dòng thế bằng phương pháp quét thế vòng CV được thực hiện trên hệ:
Hình 2.8: Hệ thống 3 điện cực nghiên cứu quét thế vòng CV
Các điện cực sử dụng trong hệ điên hoá bao gồm: - Điện cực đối CE.
- Điện cực nghiên cứu WE. - Điện cực so sánh RE. - Dung dịch điện ly
Phƣơng p
Để xét khả năng phóng nạp của điện cực LiFePO4 ta dùng các phương pháp như phóng với dòng không đổi
Đồ án tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – Hoá Học
TRỊNH VIỆT DŨNG TRANG 48
Cho vật liệu phóng với dòng không đổi (I=const) và khảo sát sự biến thiên của điện thế theo thời gian cho đến khi điện thế của nguồn điện sụt đến một giá trị Ec nhất định. Khi đó thu được đường cong
có dạng Hình 2.9.
Dung lượng là đại lượng chỉ lượng điện mà nguồn điện tích trữ được tính bằng tích của cường độ dòng phóng điện I nhân với thời gian phóng tc [1, 5].
Dung lượng của điện cực LiFePO4 được xác định theo công thức: C = I.tc (mAh)
Hay dung lượng riêng:
Cr = I.tc /m (mAh/g) Trong đó:
I: dòng điện phóng không đổi, mA
tc: thời gian phóng điện tới điện thế cuối Ec, h
E(V) E(V) E(V) Ed Ed Ec Ec 0 0 t c tc tt
Hình 2.9 : Đường cong phóng điện E = f(t) với dòng
Đồ án tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học – Hoá Học
TRỊNH VIỆT DŨNG TRANG 49
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ THẢO LUẬN
3.1. Tổng hợp vật liệu Olivine LiFePO4
3.1.1. Hình thái cấu trúc precursor và LiFePO4 đƣợc tạo thành:
Phương pháp tổng hợp LiFePO4 được tiến hành qua 2 giai đoạn: giai đoạn 1: Sol-gel thủy nhiệt tạo precursor và giai đoạn 2 nung tạo LiFePO4. Trong giai đoạn tạo Precusor, khả năng thâm nhập của Li+
và mạng tinh thể Precusor và các yếu tố ảnh hưởng lên sự hình thành precursor như pH, tỉ lệ AC/Me cũng được nghiên cứu và khảo sát. Cấu trúc tinh thể được xác định bằng phép đo nhiễu xạ tia X của các mẫu được thực hiện trên hệ nhiễu xạ kế D5005-SIEMENS tại nhiệt độ 250C với bức xạ CuKα (λ = 1.54056 Å), góc quét 2θ thay đổi từ 10-700, tốc độ quét 0,020/s. Bên cạnh đó, hình thái bề mặt mẫu, kích thước mẫu, kĩ thuật hiển vi điện tử quét được sử dụng để khảo sát mẫu bằng máy hiển vi điện tử quét phát xạ trường lạnh S4800 - Hitachi tích hợp hệ phân tích thành phần EDX (Emax, Horiba).