KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2.2. Khảo sát đặc trưng phóng nạp của điện cực LiMn2O
Quá trình nạp và phóng điện của điện cực LiMn2O4 được khảo sát trên cơ sở của một pin ion Liti với cấu trúc gồm có điện cực catốt là điện cực LiMn2O4, điện cực anốt là lưới Pt được nhúng trong dung dịch chất điện ly 1M LiClO4 + PC. Ở đây quá trình phóng, nạp của pin được thực hiện bằng phương pháp dòng không đổi. Các phép đo được thực hiện trên hệ AutoLab PSG 30. Trên hình 3.4 là đường biểu diễn sự phụ thuộc của thế nạp và thế phóng điện của linh kiện được chế tạo.
Từ đồ thị (hình 3.4) nhận thấy trong trường hợp pin được nạp với dòng nạp 10mA, thế nạp bắt đầu từ 1,5V tăng dần tới 1,8V và duy trì trong khoảng thời gian dài (khoảng 4000s). Có thể thấy rằng: thế nạp (1,8V) tương đối thấp
0 1000 2000 3000 4000 5000 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 b a U [V ] t [s]
Hình 3.4: Đường đặc trưng phóng nạp của điện cực LiMn2O4.
(a) Đường biểu diễn của thế nạp với dòng nạp là 10mA. (b) Đường biểu diễn của thế phóng với dòng phóng là 0,1mA .
và tương ứng với quá trình catốt hóa như được mô tả trong phương trình (3.1) và (3.2). Ta thấy, điện thế nạp chênh lệch so với các thế điện hóa xác định từ phổ C-V. Điều này có thể được giải thích bởi vật liệu LiMn2O4 có độ dẫn điện 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.