KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.3.1. Ảnh hưởng của CNTs đến các tính chất đặc trưng của điện cực catốt LiMn 2O
tử kém (khoảng 10-6
Scm-1).
Trong trường hợp phóng điện với dòng phóng 0,1mA và có chiều ngược với chiều dòng nạp, điện thế phóng được bắt đầu ở 1,5V và giảm dần đến khoảng 0,8V trong khoảng thời gian khoảng 1600s sau đó giảm nhanh về 0.
Như vậy có thể thấy điện cực LiMn2O4 được chế tạo đã thể hiện tốt khả năng phóng nạp của một điện cực catốt trong pin ion liti với điện thế nạp khoảng 1,8V và thế phóng (thế làm việc của pin) vào khoảng 1V. Tuy nhiên, khoảng thời gian duy trì trạng thái phóng điện còn kém và dòng phóng nhỏ.
Để giải quyết hạn chế này, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu chế tạo điện cực catốt LiMn2O4 với việc cho thêm vào điện cực một lượng nhất định nano tuýp các bon (CNTs) nhằm cải thiện khả năng dẫn điện tử cũng như các quá trình trao đổi ion của điện cực để nâng cao hiệu suất của pin ion Liti.
3.3. Vật liệu LiMn2O4 pha trộn CNTs
3.3.1. Ảnh hưởng của CNTs đến các tính chất đặc trưng của điện cực catốt LiMn2O4 LiMn2O4
Để khảo sát ảnh hưởng của CNTs đến các tính chất của điện cực catốt LiMn2O4 chúng tôi đã tiến hành pha trộn thêm CNTs vào vật liệu LiMn2O4 với các tỉ lệ CNTs khác nhau là 2,5%; 5% và 10%. Sau đó hỗn hợp này được nghiền trộn đều cùng với chất kết dính CMC trước khi dùng để chế tạo điện cực tương tự như quy trình chế tạo điện cực LiMn2O4. Các điện cực được sấy khô ở 120 C trong 1 giờ. Các điện cực này sau đó được sử dụng làm mẫu đo trong phân tích ảnh SEM và khảo sát các tính chất điện và điện hóa.
Trên hình 3.5 là ảnh SEM của điện cực LiMn2O4 pha trộn 5% CNTs. Có thể nhận thấy rằng CNTs đã phân bố khá đồng đều giữa các hạt LiMn2O4
và các sợi CNTs đóng vai trò cầu dẫn của điện tử giữa các hạt LiMn2O4. Điều này cho phép làm tăng đáng kể độ dẫn điện tử của điện cực.
Hình 3.5: Ảnh SEM của điện cực LiMn2O4 pha 5% CNTs.
Kết quả đo điện trở của các mẫu điện cực với các hàm lượng CNTs khác nhau được chỉ ra trên bảng 3.2.
Bảng 3.2: Sự phụ thuộc của điện trở vào hàm lượng CNTs
Hàm lượng CNTs 0 2,5% 5% 10%
Điện trở () 106 5.103 300 185
Có thể thấy rằng điện trở của các mẫu giảm rất mạnh khi pha thêm CNTs. Giá trị của điện trở giảm rất nhanh từ 106 đối với mẫu không pha CNTs xuống còn 5.103 khi pha 2,5% CNTs và giảm chậm dần xuống còn 300 với mẫu 5%CNTs, sau đó giảm không đáng kể mặc dù hàm lượng CNTs tăng lên gấp đôi và đạt giá trị 185 ở 10% CNTs.