LỜI LỜICAM CẢMĐOAN ƠN Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI • • • MỤCcứu LỤC Sau thời gian tập trung nghiên làm luận văn Trường ĐHSP Hà MỞ ĐẦU Luận văn em thành hướng dẫn tận tình PGS.TS Lê Đình Hình 1.2 mô tả trình xảy pin Li-ion với điện cực dương làcực hợp chất Trong phương trình này, L1MO2 ký hiệu vật liệu điện cực dương ôxit kim Nhiệm vụcho nghiên cứu Điều NỘI DUNG khác Chương thấy quan 1hoàn TỔNG điện tâm hóa đặc QUAN biệt liti VÈ VẬT nhà nước điện LIỆU cực đến ĐIỆN âm lĩnh cực vực DƯƠNG nghiên điện cứu CHO cực phát triển loại pin ion liti (Li-ion), liti kim loại làm điện a-nốt Nội 2sựnày luận văn em hoàn thành Qua em xin bày tỏliti lòng biết ơn sâu • Trọng với cố gắng thân Trong trình nghiên cứu em cóvề tham liti (LÌ!.xM02), điện cực âm graphit liti hóa (LixC) Trong tình nạp, vật loại, thí dụnghiên LÌC0O2 Còn сcó vật liệu điện cực âm cacbon, thí dụvà làđó graphit Quá trình Tập trung cứu tổng quan tài liệu đồng thời nâng cao trình độ lí thuyết dương Khi nạp cho pin, điện dương đặt cực dương làm cho ion liti thoát nhiều mẻ vàđiện thách thức thay vật liệu khả tích/thoát ion liti Khi pin hoạt động PIN ION LITI LỜI CẢM ƠN .i 1.3.2.3 Cấu trúc vật liệu LiMn sắc tới PGS.TS Lê Đình Trọng, người trực hướng dẫn đóng góp nhiều ý 20tiếp .14 Lí chọn đề tài khảo số tài liệu số tác giả (đã nêu mục tham ngược lạitrữ xảy pin phóng điện: ion liti tách từkhảo) cực âm, dịch chuyển liệu điện cực bị ôxi hóa vật liệu điện cực âm bị khử Trong tình này, tích iôn liti LiMn khỏi điện cực Nếu trình tiêm/thoát ion điện cực thuận nghịch, Với phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ đại, đặcquá biệt công 204 theo nguyên lídương "Rocking -hóa chair" LỜI 1.3.3 CAM ĐOAN ii Tính chất điện vật liệu điện cực ca-tổt 16 kiến quý báu thời gian em thực luận văn Hiện tượng nóng toàn cầu, thiếu hụt lượng ữên toàn vấn Em xin cam đoan kết ữong luận văn kết nghiên cứu qua chất điện ly tiêm vào lóp điện dương Các trình phóng Tìm hiểu quy trình công nghệ, chế tạo vật liệu LiMn 0qua có đặc trưng điện hóagiới, tốt, đáp ion liti thoát khỏi điện cực dương, dịch chuyển chất điện lyỉon tiêm vào vật pin liti có số chu kỳ phóng nạp cao nghệ điện tử dẫn đến raCtf đời hàng loạt thiết không dây Để đảm bảo 2cực 4bị 1.1 Nguồn điên hóa hoc sở vât liêu 2.1.2 Pin lití kim loại MỤC 1.3.4 LỤC iii Khái quát vềlên cấu trúc tối ưu cho vật liệu ca-tổt tích thoát Li+ 17 Em S xin trân i trọng• cảm ơn •Viện Khoa • học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học DANH MỤC CÁC HÌNH Vtình VẼtinh đề gia tăng ôthực nhiễm ởphóng phố thách thức nghiêm trọng thúc đẩy nạp pin ion liti không làm thay đổi cấu thể vật liệu điện cực thân, Một không nhược trùng điểm với kết pin làlớn giả khác nạp điện Nếu sinh sai em liti xin kim hoàn loại toàn kết chịu tủa ứng nhu cầu tiễn liệu điện cực âm Khi điện, trình xảy điện cực theo chiều ngược thiết bị hoạt động tốtthành cần phải có nguồn lượng phù họp, có dung lượng Pin liti kim loại (hay pin lỉtỉ) pin sửtrúc dụng kim loạỉ lỉtỉ làm vật liệu điện DANH 1.3.5 MỤC Cơ BẢNG V chế vận chuyển ion Litác 19 Công nghệ Việt Nam; Khoa Vật líliti trường Đại Khoa học Tựra nhiên, Đại học Quốc 1.1.1 Một vài nét nguồn điện hóa NGUYỄN THỊhọc THƯƠNG việc thay nhiên liệu hóa thạch tái tạo nguồn lượng xanh cực âm (a-nốt) liti thụ động hóa không phẳng mà Pin Li-ion cấu tạo từ lớp chất rắn gọi pin ion liti rắn Nhờ việc sử Khảo sát đặc trưng cấu trúc tính chất điện hóa vật liệu điện ca-tốt chế trách nhiệm lại Các trình xảy điện cực mô tả phương trình (1.1), lớn, hiệu suất cao, dùng lại nhiều lần đặc biệt gọn nhẹ ancực toàn Đây cực a-nốt, có mật độ lượng cao cỡkhiến 140 Wh/kg mật độ lượng thể DANH Chương MỤC CÁC CÁC HÌNH PHƯƠNG VẼ vi PHÁP THựC NGHIỆM 20 Trên sở vật liệu nguyên lýkhông mới, cổ điển thay dần gia Hà Nội, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2ắc-quy tạo điều kiện giúp đỡ khác lượng mặt trời, lượng gió, lượng thủy triều Sonhư: với phát triển gồ ghềcác tạo tinh thể dạng (dendrite) Quá trình đến đoản dụng vật liệu tích trữ ion chất điện lytrúc rắn, pin ion liti rắn đời coi là1 tạo (1.2) (1.3) mục tiêu nghiên cứu nhà khoa học hướng tới chế tạo radẫn loại pin tích 300 WMít Các pin liti thường có cấu nhiều lớp (Hình 1.2a), 2.1 MỞ Phương ĐẦU pháp chế tạo mẫu 20 DANH MỤC BẢNG hàng loạt loại ắc-quy tân tiến Trong loại pin thứ cấp nghiên trình thực văn Pin liti: a)luận Cấu hình tổng quát; b) Khi pin phóng điện CCi I Li I IC I IS I cc2 Hà Nội, tháng 8mật năm Học viên nhiên liệu hóa thạch truyền thống, hầu hết nguồn lượng xanh thường thay mạch, sinh bốc cháy phá hủy pin Hơn nữa, liti có tính hoạt hóa1 bước ngoặt nguồn điện nhỏ có độ2016 lượng lớn Bằng kỹ thuật khác Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên đặc trưng tiêm/thoát ion liti vật liệu điện nạp lại 2.2 Lí Các phương chọn pháp đề nghiên tài cứu 21 cứu thương phẩm hóa pin liti có nhiều đặcbè tính tốt hơnkim cácloại loại pin Em xinnhiệt, gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn người thân bên cạnh, Mô hình điện hóa pin ion Liti 7chủng Trong đó: đổi theo thời tiết ngày mùa nên thiết bịsử chuyển hóa lượng mạnh, bốc cháy gặp nước, không bảo đảm an toàn cho người sửlượng dụng.thuận Vì hoạt kim lóp phủ lớp ты dụ, kỹ thuật chế tạo màng, lóp cực dương LiMn 04 Pin Lithium (LIBs) chứng minh làdụng nguồn trữ điện 2và 2.động 2.2.1 Mục đích Kỹ thuật phân đềlên tích tài cấu trúc phổ nhiễu xạlưu tia X 21 loại pin NiCd, NiMH (Nikel Metal Hydride), Pb-Acid, Các điểm lợi viên, khuyến khích giúp em thực mục tiêu đề Cấu trúc mạng tính thể LÌC0O2 13 tiên Bảng 1.1: Một số oxit kim loại chuyển tiếp đặc trưng sử dụng vật CCi, cc2 tiếp điện kim loại; động liên tục, vìvỉ nhu cầu lưuđộ trữ lượng cần thiết Mặt khác, loại liti dễ bốc cháy môi trường có ẩmnăng > qua 0,05%, công nghệ chế tạo3 lắng đọng đểthành tạo thành pin mỏng dạng rắn có độ dày vào Đối tưọmg phạm nghiên cứu tiến cho thiết bị di động ữong hai thập kỷlâu Sotốc với điện thứ cấp 3.này 2.2.2 Nhiệm Kính vụ nghiên hiển vi điện tử quét (SEM) 22 sử dụng pin liti làcứu thời gian hoạt động hơn, nạp nhanh hơn, dung Luận văn hoàn với hỗ siêu ữợ kinh phí từđộ đề tàinguồn ưu tiên cấpchỉ sở Cấu trúc mạng tinh thể LiMn 14cơ 204sự IC lớp điện lyan dẫn ion Li+; liệu ca-tốt cài ion [2] 13 phát thải C0 hậu ô nhiễm không khí giảm thiểu phức tạp, độ toàn không cao ữong trình làm việc khoảng vài micro-mét Vật liệuriêng điện cực dương LiMn biết đến trước chì-axit, pin pin lithium có50%), tính 204.ăcquy 4.Trường 2.2.3 Đối tượng Phương pháp phạm đo điện vi hóa .22 nghiên lượng cao, nên tích nhỏ so với pin Ni-Cd NiCd vàthì NiMH (30% -r15 Đại học Sư phạm Hà Nội 2, mãhơn số C2015-18-05 Minh họa hiệu ứng méo cấu trúc Jahn -cứu Teller IS lớp tích trữ ion đóng vai trò điện cực dương (ca-tốt); KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT Độ ủđộng LÊN ĐẶC TRƯNG TIÊM 1.1.3 Pin ion ỉitì cách thay động đốt trong xe điện động lai3 Bảng 1.2: Đặc trưng điện hóa số loại vật liệu điện cực dương Việc không sử dụng liti kim loại làm điện cực âmsống giúp thiểu phản ứng Đặc cấu tính chất điện hóa liệu LiMn điện cực catốt cho cao có mật độ lượng cao, thời gian dài, tốc độ tự xả thấp, 20 làm 5năng trưng Phương 2.2.3.1 pháp Phương nghiên pháp phổ cứu điện quét vòng 23 hiệu ứng “nhớ” pin NiCd, tỉvật lệ tự phóng không sử[8] 17 dụng nhỏ Mặc dù cótrúc, nhiều cố gắng hạn chế thời gian vàgiảm kiến thức nên Diễn biến trình Sol-gel 21chắc Li lớp lỉti(hybrid kim loại đóng vai tròtoàn điện cực âm (a-nốt) Nhằm khắc phục vấn đề an hoạt động pinhơn litiLiMn204 kim loại vàliti xăng -3.1: điện electric vehicles) Do đó, vấn đề lưu trữ lượng cho thiết hóa học pin, đó, độ an toàn tuổi thọ pin lớn so với sử pin Nguyễn Thị Thương hiệu ứng “nhớ” (memory effect), THOÁT ION CỦA VẬT LIỆU ĐIỆN cực CATÓT 6chắn Li-ion Dự 2.23.2 kiến đóng góp Phương pháp đề dòng tài không đổi .24 khoảng Bảng 5% Các đỉnh nhiễu tháng xạ X-Ray so với tương (20 -ỉứng 30)% với mặt phản NiCd xạ 29 thời luận văn không tránh khỏi thiếu sót Em rấtpin mong nhận sựpin giúp đỡ, Sơ đồ lý hệ AutoLab 23 gian • nguyên • • PGSTAT302N • Acùng "T có nhiều phương ántạo đưa ravềtrọng nhằm thayvà cựckiện âm pin liti ion kimliti loại tính nâng khiết,cao có ngày trởliti nên quan hết dụng điện cực âm chứa kim loại .bị Phương nghiên cứu Vì vậy, hướng nghiên cứu vật liệu linh 2.3 NỘI Thực DUNG nghiệm chế mẫu .24 tháng [2], [4] Điện pin liti có đạt khoảng đếnđược 4,2V, gần đóng góp ýpháp kiến thầy côliệu học viên viên để luận văn2,5V củanhằm em Quy trình chế tạo vật LiMn 04 e" 2tinh 25hoàn Bảng 3.2: Sự thay đổi kích thước hạtbạn thểthể LiMn 204 theo nhiệt độ ủ 30 hoạt quả, tính hóa học mạnh, vật liệu có khảvăn tích trữ ionkhông Li+tập sử Ởlần nước ta, Chính phủ Bộ coi việc phát nguồn lượng làdụng Các pin ion liti rắn có nhiều ưu điểm độ toàn cao, độc hại, dải Phương pháp nghiên cứu chủ đạo luận làantriển thực hiệu mở rộng khả ứng dụng chúng thểPIN nhà Chương 2.3.1 Chế TỔNG tạo vậtNiCd QUAN liệu LiMn VỀ VẬT LIỆU ĐIỆN cực DƯƠNG CHO gấp ba so với pin hay pin NiMH, vìnhư cần đơnnghiệm: vị cấu tạo cho 20 24 thiện Quy trình chế tạo điện cực 26 Bảng 3.3: Dung lượng LiMn chế tạorắn nhiệt độ ủcấu khác 36 204 Vật Chuyên ngành: lívới chất Mã số: 60 01hình 04 cáctiên vật liệu dẫn ion tương thích liti Khi đó, pin sau: ưu lớn ừong sách phát triển công nghiệp đất Năm 2009 Bộ Khoa nhiệt độ làm việc rộng, đặc biệt chịu lýnước ởcó nhiệt độ cao (trên 250 Các mẫu vật liệu chế tạo phương sol-gel, điện cực ca-tốt chế khoa học thếtạo giới nghiên Ởpháp nước ta,xử số44 trung tâm nghiên cứu ION 2.3.2 LITI Chế điện ca-tổt LỈMn pin 204 .26 Giản đồ nhiễu xạ quan tíacực X tâm vật liệu cứu LiMn ủ nhiệt 500 °c 28 CCi Ipin ISi I IC Isách IS cc đó, ISi học ISĐại làCông hai lớp I Trong 2hết học Công nghệ nhấn mạnh Danh nhiệm vụ Khoa nghệ °C) Tuy nhiên, việc sử dụng bị hạn chế, trước làkim chu tạo pháp phủ trải Viện khoa học vật liệu, Viện Khoa học Công nghệ Nam học Khoa Hà Nội, tháng 8liệu năm 2016 Học viên 1.1 Chương Nguồn điện KẾT hóa học QUẢ sở THẢO vật liệu LUẬN 28 Litiphương loại kiềm có mật độ tích trữ lượng lớnViệt so với loại Giản đồkim nhiễu xạ tia XVÀ vật LiMn 204 ủ nhiệt giờ: tích trữ ion liti Trong chu kỳ lặp lại, Li+ tiêm/thoát vào/ra khỏi lớp tích trữ chủ yếu mục 3Khoa học công nghệ, phần d) Công nghệ vực kỳ phóng nạp thấp, giá thành cao Nguyên nhân làm cho số chu kỳ phóng nạp Các tính chất vật liệu nghiên cứumới thông qua khảo sátthế cấu trúclĩnh tính thể học Tự nhiên Hà Nội, Đại học Công học Quốc gia Hà Nội, Đại học 3.1 1.1.1 Đặc trưng Một cấu vài trúc nét nguồn liệu điện LiMn hóa khác (3860 Ah/kg), có hoạt tính cực đứng đầu dãy điện (AcpLiAji+ = Bách -3,01 204 28 30 500 °C; b) 600 °C; c)vật 700 °C; d) nghệ, 800 °cĐại VẢT e) 900 °c LUÂN VĂN THAC SĨ KHOA HOC CHẤT • • • • ion Các pin cóchụp cấu ảnh gọi lànăng pin “ghếxích đu”năng (rocking chair) haycác lượng cần “Nghiên cứu ứng dụng dạng mới, tái mạch tạo, thấp nhiễu xạ tia X, vàvà tích SEM Khoa Hà Nội, đãphân tập nghiên hướng đãlượng đạt số 3.2 1.1.2 Tính chất Pin điện lỉtỉ hóa kim tích thoát loại LiMn 0lượng V) vàlà: kimcủa loại nhẹa)trung (D = ion 0,5 g/cm3) Nguồn điện liti có điện thếđược hở từ 2độ 32 b)này Ảnh SEM mẫu LiMn204 ủ cứu nhiệttheo khác nhau: a) 500 °C; pin ion liti (Li-ion) Hình 1.2: Mô hình điện hóa pin ion Liti công nghệ sử dụng lượng tiết kiệm có hiệu Nghiên cứu giải Quá trình phân cực điện cực dương tăng nhanh chu kỳ phóng nạp Các tính chất điện hóa nghiên cứu hệ điện hoá Autolab phép đopháp phổ kết ban đầu [3] Tuy nhiên dung lượng loại pin nhỏ, hiệu suất chưa cao, 31 Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ ĐÌNH TRỌNG 1.1.3 3.2.1 Pin Phổ đặc ỉon trung liti C-V điện cực LiMn 0theo 3V đến chưa có nguồn điện hóa trước 2PGS .32 6005V, °C; c) 700 °C; d) 800 °c e) 900 °c Hình 1.1: Pinliti ỉỉti:đang a) cấu hình tổng quát; b) Khi pin phóng điện Hiện pin ion quan tâm nghiên cứu, nguồn tích trữ công nghệ để khai thác ancủa toàn, có hiệu dạng lượng truyền thống” 34thành Quá trình giảm phẩm chất chất điện lyđã theo chu trình làm việc sựlitihình điện quét vòng (CV), dòng đổi, phần độ ion chất điện li chưa cao, mặt khác sựcứu nghiên cứu vềnhưng vật liệu 1.2 3.2.2 Vật liệu Khảo tích sát đặc trữ, trưng dẫn phóng ion nạp điện cực LiMn Vào năm 1912 G.không N Lewis bắt đầu nghiên pin bị9 204 33 Đường đặcdẫn trưng nạp điện cực LiMn Nguyễn Thị Thương 204 ủ 800 °c lượng nạp lại nhiều lần có ứng dụng hầu hết hệ sử dụng nguồn Chính phủ ký định số 49/2010/QĐ-TTg ngày 19cực tháng năm 2010 việc tinh thể nhánh bên hệ (trên bề mặt điện âm, điện cực Dự kiến đóng góp đề tài làm điện cực ca-tốt điện cực a-nốt chưa đầy đủ Để góp07 phần hoàn thiện Điện cực dương: 1.2.1 3.3.3 Vật Ảnh liệu hưởng tích nhiệt trữ ion độ thiêu kết tới đặc trưng tiêm/thoát ion Lử gián đoạn tới năm 1970 mà loại pin thương phẩm sửdương dụng liti Đường đặc trưng phóng/nạp (tích/thoát) ion Li+ điện Mốỉcho quan tâm hàng đầu loại pin chọn vậtcực liệu điện cực dương năngduyệt lượngdanh tiên mục tiến,công cho linh kiện, thiết bị điện tò nhỏtriển đếnvà lớn Thímục dụ, 35hành Phê nghệ cao ưu tiên đầu tư từ phát danh sản chất điện ly) Để khắc phục yếu tố ảnh cầncủa phải tiến Tìm phương pháp chế tạo vật liệu điện cực ca-tốt LiMn khả tiêm/thoát sở khoa học góp phần nâng cao dung lượng hiệu suất điện hóa pin ion 20trên có LiM0 >LỈ xU+ +hưởng xe“ (1.1) 1.2.2 LiMn Vật liệu dẫn ion .10 khả nạp lại xuất [3], Để cải thiện khả nạp lạilithi, < =sản 1xMQ + [7] 220 36 LiMn 04, Hiện vật liệu điện cực dương gần giới hạn ba đối tượng: phóng thiết bịcông điệnnghệ tử dân dụng, khích thiết bịphát xáchtriển tay,trong đặc biệt máy tínhnghệ loại chuyển nhỏ phẩm cao khuyến đưa công nghiên cứu sâu cácnăm vật liệu sử dụng làm điện cực tích chất ion ion Li+ cao đặt vấn đề “Khảo sát1980 ảnhmới hưởng nhiệt độ ủđó lên đặctrữ trưng tiêmdẫn thoát 1.3 KẾT Đặc LUẬN trưng cấu trúc, tính chất điện hóa vật liệu điện cực ca-tốt .10 38 loại pin trên, vào đưa số nghiên cứu không L1C0O2, LÌN1O2 LiMn204 [3], [7] Vì vật liệu có khả giải Điện cực âm: 39 điện thoại di động, TÀIcủa LIỆU THAM KHẢO hóa, lưu trữ dạng lượng táikhi tạo vào danh mục công nghệ cao ưu phù họp Đánh giá ảnh hưởng củatoàn nhiệt độ lêntrong đặc trưng tiêmđảm thoát vật liệu điện ion vật liệu điện cực ca-tổt LiMn 20sử ủ dụng 1.3.1 Đặc điểm chung .10 thành công yêu cầu an không bảo (liti kim loại phóngPin ionLi-ion Li+ cao nạp3,6 V Vì loại cần dùng với cóđiện điệnthế áp ctương đối+cao, đạt + xLi+ xe~ < >LLC (1.2) tiên đầu tư xếp loại pin, ăcquy hiệu cao vào danh mục sảnloại phẩm công Mặc dù thương mại hóa rộng rãi trường, cực dương LiMn 04 Mục đích đề tài phóng xthị trưng cẩu trúc vật liệu điện cực ca-tổt 11 có1.3.2 hoạtTrong tínhĐặc mạnh, dễ bị cháy nổ) Vì vậy, pin dựa sở liti kim quávịtrình ca-tốt xuyên số lượng đơn có phóng thể đạtđiện, đượccác điệnion áp Li+ cần dịch thiết.chuyển Mật độ lượng cao qua nghệ cao khuyến khích phát triển Riêng Thành Hồ Chí Minh, Sở Khoa trình khoa học nghiên cứu pin Li-ion tiến hành Mục đích Với việc nhận kết mới, có tính hệvẫn thống vềchuyển mộtphố lĩnh vực nghiên cứu Nghiên cứu chế độ công nghệ, chế tạo vật liệu điện cực ca-tốt LiMn cócác khả 204ngại 1.3.2.1 vật ca-tốt dioxit kim loại tiếp M0 .11 có khả chế tạoHọ dạng dung lượng nhỏ dodương, chưa vượt qua vềnghiên độ an Tổng thể: 2trở lóp điện li dẫn ion Li+ vàliệu điền điện cực ắcquy NiMH khoảng 50%, số lầnvào phóng nạp 1400lớp chunày kỳ.thường Với thành tựuchế đầytạo ấn học Công nghệLi+ đưa hướng nghiên cứu nguồn lượng vào nộiramạnh dung cứu nhằm hiểu rõđãhơn chất trình điện hóa phản ứng xảy có định hướng ứng dụng thuộc chuyên ngành Vật lí Chất rắn, góp phần đẩy tiêm/thoát ion cao 1.3.2.2 Họ vật liệu ca-tốt LiM0 .13 toàn trình làm việc Thay vào thị trường LiM0 +c< = >Li _xMQ + LixC (1.3) 2L1C0O2, LiMn204, 2 từ cácnày, chấtpin chứa Li+đãnhư thời, năm điệngần tử tượng Li-ion chiếm lĩnh thị trường thiếtLiNi02 bị điện Đồng tử Chương trình Khoa học Công nghệ lượng năm 2010 hướng nghiên cứu lĩnhHÀ vựcNỘI, ion học chất rắn 2016 chuyển động mạch thông qua điện trở tải (Hình 1.2b) Sức diện động xác định 17 20 21 22 13 12 15 14 11 10 16 18 19 + Bảng 1.2: Đặc trưng điện hỏa số loại vật liệu điện cực đương [8] Chương 2các CÁC PHÁP THỰC NGHIỆM 1.2.2 Giản Vật liệu đồ dẫn nhiễu ỉon xạ tía X qua bột (X-ray Powder Diffraction Pattem) cho 1.3.5 Tổng kim điện loại Mạng hợp Để Đối Để Chỉ Cơvới cực khắc chế cải có với cấu ôxit thiện Trên vận phục phương trúc dạng chuyển vật tính hiệu lớp, sở liệu M0 Me0 pháp chất ứng chẳng có là cài Jahn-Teller, Sol-gel cấu ion cóPHƯƠNG hạn ion trúc cấu mạng Lithu Li+ từtrúc loại LiOH được, bát liti mạng a-LiFe0 diện coban Mn02, phần có vàanion gồm thể Mn-acetat Mn3+ chế gần ion ôxy (L1C0O2), ion tạo kim xếp dương loại người chặt thay điện chuyển Li+ tối tacực ưu phương vật chất tiếp tổng Fe3+ kim liệu mặt chiếm lượng pháp hợp loại với cài 2 kết 2oxit vị thông trí Quá Những tin quan bát trình diện trọng vận liệu (1/2), chuyển cho cấu bao phép trúc quanh ion dịch electron 6diện chuyển ion định 0ÔLi+ xếp tác mạng (số dụng Ưu, số phối matrix mạng nhược trí ngoại a, rắn điểm b, 6), dễ c trường: vìSo dàng điện tốt Mn0 cấu trúc vô giá tunnel, định thành hình, chẳng rẻ ký hiệu liti a-Mn0 phương cho ôxit pháp phép (LiMn tạo 04), tối dung ưu tiếp áp lượng dòng cài lên 1,6 nhôm mol sảntỉ citric chuyển ion Li+ từ tiếp dung có 3dvật số dịch có hóa muối Oh trịhạn II trống Li+ (M =mangan dành Ni, Mn2+ Co, cho Cu, ), ion cho phép tatăng có thực vật liệu số pha ởdụng tạp nhiệt Oh LiMxMn độ ion thấp kim Sản loại xếp cách tự hốc bát 2chế nguyên tố họp chất cósánh dạng 2trống xác 2chặt 2.x04 Dung lượng Thế riêng (mAh/g) trung 2.1 mô Phương chế tạo mẫu nhiều tả so với mạng vận ôxy chuyển xếp chặt M0 ion (CP) Li+ Bán Khi kính thực ion Li+ trình (rLi+ cài =điện 0,9 hóa Ả), xảy ion trường, lượng tương từpháp trường, đối kích thích pha, photon, xác định tạp gọi chất chung có vật mẫu liệu Các ion hay sốkhi mạng chất xuất Li+/lmol kim công loại Mn02 Vật nghiệp liệu Vật điện liệu cực vô định âm điển hình hình có cacbon ưu điểm graphit, khắc phục làdẫn vật chuyển liệu có pha cấu phẩm Men+ Ví rắn có dụ: thể nhận Nếu nhận pha tạp dạng electron Cu2+, tinh ta thể có: phản mịn cho ứng đến Topo vô xảy định hình, độ pha cao 6Fm3m lập phương với nhóm không gian Với cấu trúc loại y-LiFe0 ion dương bình e +li++H -^Ii(oh)Me(oh)0 (1.5) LÌC0O2 155 3,88 Thông dụng, Co đắt Trong luận văn vật liệu điện cực ca-tốt LiMn 0sau: chế tạo phương Li+ vịFe3+ trí Oh (số phối trí rLi+ = 0,73 Ả, Li+ ởcác vị giá trí tứ diện (số điện ly mẫu Có thể chia xác định chất thông điện qua ly thành công thức: baCu+ loại chất điện ly dạng lỏng, 1.2 ra: Vật bất trúc thuận liệu lớp, tích nghịch trữ, tiếp thường dòng dẫn ion xảy đồng ở+6) vật Trong liệu tính trình thể gắn nạp/phóng liền với điện, hiệu ứng ion JahnLi+ Teller 2diện ion Họp chất LiMn 0này, có Cu2+ cấu trúc Mn3+ spinel —» khung ba + Mn4+ chiều xuyên hầm dựa 2một 4bằng Li+ xếp cách trật tự hốc bát làm giảm tính đối xứng LiNiojCoo.a 190 3,70 Giá thành trung bình Phản ứng cài (1.5) gọi phản ứng Topo (Topotacti) bao gồm trình Bơm phối trí electron vào 4) Các mạng giá lưới trị tinh bán thể, kính dẫn đến lớn ion kim bán loại kính hóa trị 4ra (M4+) ion ởnguyên kim vị loại bát pháp sol-gel Phương pháp hóa học sol-gel lànguyên kỹtứ để tạo số sản phẩm chất điện ly dạng chất điện ly dạng rắn 1.2.1 làm tiêm cho Vật vật tách liệu liệu tích từkém khoảng trữion bền ữống lớp tòthuật vật liệu hoạt động X-Mn02, Hiển họ nhiên A[B ]04, nồng thuộc độ Mn3+ nhóm không vật gian liệu Fd3m, pha tạp mô giảm tảcủa so hình 1.5 vậttrí Các liệu 2gel từ lập phương (Fm3m) [5], [10], thành dạng giácsẽ xếp chặt với ôvới tố C^mạng (2.2) cài ion Li+ electron vào matrix rắn trình trung hòa điện tích electron, LiNi ,ôxy Co 2điện 205 3,73 Giá thành trung bình 0Pin 8Me4+ 0vật diện Me3+, (chiếm 1/2) chuyển cấu trúc thành Me02 hóa ừị Từ 3SONY (M3+) điều kiện Bán kính ion phá hủy có cấu lớn trúc lên song có có hình dạng mong muốn cấp độ nano Quá trình sol-gel thường liên quan đến Chất ly dạng lỏng: bao gồm tất loại dung dịch muối axit hay Các ion liệu đầu tích trữ ion có hãng thể hình đưa thành rakhông thị trường sử phương dụng L1C0O2 pháp khác làm anion không pha chiếm tạp LiMn vị trí 32 echủ đảm bảo nhóm tính không trung gian, hòa điện cation tích, Mn tức chiếm giảm ởion hiệu vị trí ứng bát 1.1: Một số oxỉt kim loại chuyển tiếp đặc trưng sửcác dụng 204tiên Gl ôLiti nguyên tố a-LiFe0 dương xếp chồng lên Trong O2 hai Bảng asíriêng cao đó: LiNio,9Coo, 220 3,76 Có dung lượng giữ tích/thoát nguyên mạng ởalkoxit phản ôxy xếp ứng chặt (1.7), M06(CP) ta thấy kim loại Me3+, với bán kính nhỏ phân tửion kim loại mà bị thủy phân điều kiện muối kim loại kiềm, muối chứa ion liti (Li+) (LiPF6, điện cực dương pha rắn Godenough phương Mizushima pháp đặc biệt nghiên khác cứu vàMe4+ sở chế thâm tạo [4] nhập Hợp chất tiểu diện Jahn-Teller Oh (16d), vị trí Oh (16c) làchúng ữống vịcủa trí tứ diện T(8a) làL1CIO4) cation Li làhốc vật liệu ca-tốt cài ion [2] 2dhti Dựa vào bảng chuẩn từ giá trị đặc trưng giải hệ phương Li+ Fe3+ chiếm vị trí tứ diện, ion âm O' chiếm vị trí hốc bát diện Hình 2.1: Diễn biển trình Soỉ-geL i02 1.3.3 chất điên hóa vât liêu điên cưc ca-tốt :Tính ôtứ trống mạng Meơ ionthước Li+ chui vào; LiNi0 200 3,55 Phân ly mạnh mà Các phải ion Li+ cốvà định cài vào tạitrong trí vịLiMn nút trí mạng trống bát diện chúng ừong lại (1/2), ion Li+ khung với bán cấu kính trúc kiểm soát chất phản ứng với tạo ngưng tụ để hình hòa tan vào dung môi hữu (EC, EMC) phần tử sử (ion, dụng phân tiếp sau “khách” có (spinel) giá nhỏ thành vào rẻ hợp chất vật rắn liệu “chủ” có ãtò) •những •có •vị lìchung mo Cấu trúc 20 kích chiếm Mỗi diện 8a mặt vị trí bát diện trống 16c, tạo nên xlà trình (2.1) (2.2) cặp gồm hai mặt phẳng (hkl) khác Giá trị ưu điểm phương pháp Sol-gel: Bên cạnh đó,cho loại cấu trúc trênvới có4thể chuyển hóa lẫn tùy thuộc vào Oh: (Octahedron site) vị trí bát diện mạng tinh thể; Những nghiên cứu vềvỡ đặc trưng dung lượng vật liệu điện LiMn 120 4,00 Mn rẻ, không độc, phân ly lớn chất linh không động bị phá Điều So có vói vẻđiện trạng nghịch thái lý hóa trị có thể xảy có kim liên loại kết 20phải 4chủ thành liên kết cầu kim loại-oxy-kim loại Phản ứng sol-gel quan tâm từ năm Chất điện ly dạng rắn: làkiện vật liệu vô ởbản, trạng thái rắn có khả dẫn số dung mà lượng cấu cao trúc lưới LiCoi_xNix02 tồn vị trí trống Có vật thể liệu minh sử dụng họa làm hình điện thành cực kênh dẫn cho tán Licơ sau: số mạng a, cmạng thu bình cộng nghiệm ứng tất Cố thể tạokiện rab màng phủhoặc liên kếttrung mỏng để lý mang đến sựdụdính giữacủa vật kim điều chếkhuếch tạo trinhcation xử nhiệt, vícác nhưchặt cấutương trúctốta-LiFe0 ủ Li Ti0 (0 < X < 1) M0 , kênh, rutil Tio Từ mô hình cầu cứng với số phối trí ion kim loại Me xH+, 6(cp) M02, cực dương cho thấy, L1C0O2 hợp chất có dung lượng tốt 155 mAh/g có chuyển cộng hóa tiếp trị ion dạng kim loại ion Men+ kim loại ôxy hóa đủ trị mạnh M3+/4+ để giữ chiếm ion Men+ ~ 1/2 vị trí bát vị 1800 để tạo gốm sứ nghiên cứu rộng rãi vào đầu năm 1970 Ngày nay, solloại ion như: Li+, o2', F, dương hợp chất cho chủ pin- khách Liti ion phải mô thỏa hình mãn sau: yêu cầu sau: tổ họp gồm haikhí mặt (hkl) khác loại màng nhiệt không khoảng nhiệt độ (300 -ỉ- 500) °c [4] chuyển thành cấu Li V0 (0 < X