Luận án Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất trao đổi ion của vật liệu dương cực trên cơ sở mangan oxit ứng dụng trong pin ion kiềm

Năm2018

Lĩnh vựcCông nghệ kỹ thuật

Ngôn ngữTiếng Việt, Tiếng Anh

Mô tả tài liệu

Tên luận án:

Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất trao đổi ion của vật liệu dương cực trên cơ sở mangan oxit ứng dụng trong pin ion kiềm

Ngành:

Vật liệu điện tử

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất của vật liệu điện cực dương trên cơ sở mangan oxit ứng dụng trong pin ion kiềm, bao gồm pin ion liti và pin ion natri.

Đối với pin ion liti, luận án đã chế tạo thành công hệ vật liệu điện cực catot LiNixMn2-xO4 (với 0 ≤ x ≤ 0,2) dạng hạt nano bằng hai phương pháp: phản ứng pha rắn và sol-gel. Kết quả cho thấy vật liệu thu được là đơn pha, với cấu trúc và hình thái học phụ thuộc vào điều kiện công nghệ như nhiệt độ phản ứng, nhiệt độ ủ và thành phần Ni. Phương pháp sol-gel được đánh giá ưu việt hơn trong việc chế tạo và điều chỉnh điều kiện để thu được vật liệu đơn pha. Vật liệu đạt tính ổn định cấu trúc cao khi hàm lượng Ni thay thế cho Mn nằm trong khoảng x = 0,05 ÷ 0,1 và nhiệt độ ủ trên 700 °C. Hệ vật liệu LiNixMn2-xO4 thể hiện tính thuận nghịch tốt trong quá trình tiêm thoát ion liti. Mẫu G2-700 (x = 0,1, T = 700 °C) tổng hợp bằng phương pháp sol-gel đạt độ dẫn ion liti cao nhất là 19,773.10-5 S.cm-1 và dung lượng xả/nạp cao nhất tương ứng 85,5/79,7 mAh/g, đạt khoảng 70% dung lượng lý thuyết, khẳng định tiềm năng ứng dụng làm điện cực catot trong pin ion liti.

Đối với pin ion natri, luận án đã nghiên cứu chế tạo vật liệu điện cực catot trên cơ sở hệ Na0,44MnO2 dây nano và nano oxit V2O5. Na0,44MnO2 dây nano được tổng hợp thành công bằng phương pháp thủy nhiệt hai giai đoạn trong 96 giờ và ủ ở 600 °C trong 6 giờ, cho ra các dây nano kích thước 30-50 nm chiều ngang và dài từ 1 đến vài µm, với vật liệu hoàn toàn đơn pha. Độ dẫn ion của NaxMnO2 tăng theo nhiệt độ thủy nhiệt và phụ thuộc vào quá trình ủ nhiệt. Mẫu thủy nhiệt ở 205 °C và ủ 600 °C đạt độ dẫn ion cao nhất 31,661.10-5 S.cm-1 và dung lượng cao nhất 67,5/65,8 mAh/g, duy trì khoảng 85,3% dung lượng sau 50 chu kỳ và hiệu suất coulombic 90% sau 70 chu kỳ. Khi sử dụng V2O5 làm catot, pin ion natri cho dung lượng xả ban đầu đạt 208 mAh/g nhưng giảm mạnh ở chu kỳ thứ hai (~80 mAh/g) do biến đổi cấu trúc thành NaxV2O5. Sau 40 chu kỳ, dung lượng xả còn giữ lại khoảng 61,2% của chu kỳ thứ hai. Dung lượng của tế bào nạp/xả ở 1,0 C giữ lại 49,1% so với 0,1 C và trở lại giá trị ban đầu khi quay lại 0,1 C.

Luận án Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất trao đổi ion của vật liệu dương cực trên cơ sở mangan oxit ứng dụng trong pin ion kiềm

Mô tả tài liệu

Tên luận án:

Ngành:

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Tài liệu liên quan

Hội viên Premium

Tài liệu tải nhiều

Lĩnh vực khác