The Effect of Synthesis Parameters on the Electrochemical Performance of Li4Ti5O12
Öz
Spinel Li4Ti5O12, katı hal yöntemiyle sentezlenmiştir. Sentezlenen malzemelerin kristal boyutunu, partikül boyutunu, yüzey alanını, morfolojisini ve kristalliğini optimize etmek için lityum içeriği, Ti kaynağı ve öğütme gibi sentez parametrelerinin Li4Ti5O12'nin elektrokimyasal performansı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Fiziksel özellikler, X-ışını toz kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), N2 adsopsiyon/desorpsiyon ve iletkenlik ölçümleri ile belirlenmiştir. Elektrokimyasal özellikler, iletkenlik ve galvanostatik şarj-deşarj ölçümleri ile araştırılmıştır. Malzeme karakterizasyonu ve elektrokimyasal ölçümler, en iyi elektrokimyasal performansın Li/Ti molar oranı 4.25/5, bilyalı öğütme (BM) ve anataz TiO2 (A) başlangıç malzemesi olarak kullanılarak elde edilebileceğini göstermektedir. Bilyalı değirmen destekli katı hal yöntemiyle ve Ti kaynağı olarak anataz TiO2 kullanılarak elde edilen Li4.25Ti5O12 A-BM, en homojen morfolojiyi, en iyi kristal ve parçacık boyutlarını ve en yüksek yüzey alanını sergiler. En iyi performans gösteren Li4.25Ti5O12 A-BM, mükemmel şarj kapasitesi (141 mAh/g) ve düşük kapasite kaybı (30 şarj-deşarj döngüsünden sonra %3,6) ile 1 C akımda (1C=175 mAh.g) tatmin edici bir performans sunar.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- 1. Z.Yang, D. Choi, S. Kerisit, K.M. Rosso, D. Wang, J. Zhang, G. Graff, J. Liu, Nanostructures and lithium electrochemical reactivity of lithium titanites and titanium oxides: A review, J Power Sources192(2009)588-598.
- 2.T.Ohzuku, A.Ueda and N.Yamamoto, Zero‐Strain Insertion Material of Li [ Li1 / 3Ti5 / 3 ] O 4 for Rechargeable Lithium Cells J. Electrochem. Soc.,1995, 142, 1431.
- 3. K. Zaghib, M. Simoneau, M. Armand and M. Gauthier, Electrochemical study of Li4Ti5O12 as negative electrode for Li-ion polymer rechargeable batteries, J. Power Sources, 1999, 81, 300.
- 4. K. Nakahara, R. Nakajima, T. Matsushima and H. Majima, Preparation of particulate Li4Ti5O12 having excellent characteristics as an electrode active material for power storage cells J. Power Sources, 2003, 117, 131.
- 5. T.F.Yi, L.J. Jiang, J. Shu, C.B. Yue, R.S. Zhu and H.B. Qiao, Recent development and application of Li4Ti5O12 as anode material of lithium ion battery, J.Phys. Chem.Solids,2010,71,1236.
- 6. K. Mukai, Y. Kato and H. Nakano, Understanding the Zero-Strain Lithium Insertion Scheme of Li[Li1/3Ti5/3]O4: Structural Changes at Atomic Scale Clarified by Raman Spectroscopy, J. Phys. Chem. C, 2014,118, 6, 2992–2999.
- 7. S. Huang, Z. Wen, X. Zhu, Z. Lin, Effects of dopant on the electrochemical performance of Li4Ti5O12 as electrode material for lithium ion batteries ,Journal of Power Sources 2007, 165, 408.
- 8. J. Gao, C. Jiang, J. Ying, C. Wan, Journal of Power Sources 2006, 155, 364.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yazarlar
Şaban Patat
Bu kişi benim
0000-0001-6417-9888
Türkiye
Yayımlanma Tarihi
31 Ağustos 2022
Gönderilme Tarihi
24 Ağustos 2021
Kabul Tarihi
18 Mart 2022
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2022 Cilt: 15 Sayı: 2