TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ PHẠM THỊ HUỆ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOSITE C/LiMn2O4 LÀM ĐIỆN CỰC CATOT CHO PIN Li - ION KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HÀ NỘI, 2015 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm thầy cô khoa Vật lý trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội giúp đỡ, tạo điều kiện cho em suốt thời gian học tập làm khóa luận. Với lòng biết ơn sâu sắc em xin gửi đến thầy giáo PGS. TS Lê Đình Trọng trực tiếp hƣớng dẫn, động viên, giúp đỡ em trình hoàn thành khóa luận này. Mặc dù có nhiều cố gắng để thực đề tài song buổi đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học nhƣ hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên tránh khỏi thiếu sót. Do em mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp thầy cô bạn để khóa luận đƣợc hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Phạm Thị Huệ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu khóa luận trung thực không trùng lặp với đề tài khác đƣợc. Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực khóa luận cảm ơn thông tin trích dẫn khóa luận đƣợc rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên Phạm Thị Huệ MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 1. Lý chọn đề tài 2. Mục đích nghiên cứu 3. Đối tƣợng nghiên cứu .2 4. Nhiệm vụ nghiên cứu .2 5. Phƣơng pháp nghiên cứu 6. Đóng góp khóa luận .2 7. Cấu trúc khóa luận .3 NỘI DUNG .4 Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ĐIỆN CỰC DƢƠNGCHO PIN LITI ION 1.1. Nguồn điện hóa học sở vật liệu 1.1.1. Một vài nét nguồn điện hóa 1.1.2. Pin Li-Metal (Li/ LixMnO2 ) .5 1.1.3. Pin Li - polyme .7 1.1.4. Pin Li-ion 1.2. Đặc trƣng cấu trúc, tính chất điện hóa vật liệu điện cực catot 1.2.1. Vật liệu tích trữ ion Li+ 1.2.2. Đặc điểm chung 10 1.2.3. Đặc trƣng cấu trúc vật liệu điện cực catot .11 1.2.4. Tính chất điện hóa vật liệu điện cực catot .14 1.3. Đặc điểm cấu trúc họ vật liệu LiMn2O4 15 1.3.1. Khái quát cấu trúc tối ƣu cho vật liệu catot tích thoát ion Li+ 15 1.3.2. Cơ chế vận chuyển ion Li+ 16 1.3.3. Cấu trúc vật liệu LiMn2O4 . 17 1.4. Vật liệu composite C/LiMn2O4 19 1.4.1. Khái quát vật liệu composite . 19 1.4.2. Vật liệu composite C/LiMn2O4 19 Chƣơng 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 20 2.1. Phƣơng pháp chế tạo mẫu 20 2.1.1. Phƣơng pháp phản ứng pha rắn truyền thống 20 2.1.2. Phƣơng pháp hợp kim học 20 2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu 21 2.2.1. Kĩ thuật phân tích cấu trúc phổ nhiễu xạ tia X 21 2.2.2. Hiển vi điện tử quét (SEM) 22 2.2.3. Phƣơng pháp đo điện hóa .23 2.3. Thực nghiệm chế tạo mẫu .25 2.3.1. Chế tạo vật liệu LiMn2O4 .25 2.3.2. Chế tạo điện cực catot từ vật liệu composite C/LiMn2O4 27 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1. Đặc trƣng cấu trúc vật liệu LiMn2O4 .28 3.2. Tính chất điện hóa tích thoát ion liti điện cực 31 3.2.1. Phổ đặc trƣng C-V điện cực LiMn2O4 .31 3.2.2. Đặc trƣng phóng nạp điện cực LiMn2O4 .32 3.2.3. Ảnh hƣởng CNTs tới đặc tính phóng nạp điện cực LiMn2O4 .33 KẾT LUẬN .35 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 MỞ ĐẦU 1. Lý chọn đề tài Trongnhững năm gần đây, ứng dụng thực tế nguồn lƣợng điện hóa tăng lên đột ngột. Vào năm 1980 ngành pin (acquy) đƣợc coi ngành công nghiệp phát triển ổn định đến trở thành ngành có mức tăng trƣởng hàng năm cao có nhiều đổi mới. Sự "hồi sinh" tác động mặt hàng tiêu dùng vi điện tử có giá trị cao, đòi hỏi nguồn cấp điện gọn nhẹ nhƣ: loại "thẻ thông minh", máy vi tính xách tay, camera xách tay, máy nghe nhạc CD . Đồng thời với nó, phát triển mạnh ngành máy kéo công nghiệp, nông nghiệp, thiết bị quân sự, đặc biệt ôtô chạy điện . tất thiết bị đòi hỏi nhiều nguồn lƣợng cải tiến vừa phải có công suất cao vừa phải có mật độ lƣợng cao. Pin nguồn lƣợng điện hóa cần thiết cho nhu cầu đó. Trong loại pin đƣợc nghiên cứu thƣơng phẩm hóa pin Li-ion có nhiều đặc tính tốt loại pin chủng loại nhƣ pin NiCd, NiMH, Pb- Acid. Lí khiến pin Li-ion đƣợc phổ biến thỏi pin Li-ion chứa nhiều lƣợng, mang lại thời gian sạc chu kì sạc, xả nhiều hơn. Hoạt tính điện hóa pin Li-ion đƣợc định chủ yếu tính chất vật lí, hóa học cấu trúc vật liệu điện cực dƣơng, vật liệu điện cực âm dung dịch điện ly đƣợc sử dụng hệ pin. Đặc biệt tùy thuộc vào vật liệu làm điện cực tác động mạnh mẽ đến hiệu pin. Nếu sử dụng Lithium khiết làm điện cực cho pin, pin có khả lƣu trữ lƣợng lớn nhƣng sạc lại đƣợc. Gần đây, vật liệu LiMn2O4 đƣợc quan tâm nhiều lĩnh vực chế tạo loại pin Li-ion nạp lại đƣợc. Nhiều nghiên cứu cho thấy, vật liệu có nhiều ƣu hẳn vật liệu đƣợc sử dụng làm điện cực catottrong loại pin Li-ion nay: giá thành rẻ, không độc hại, an toàn đặc biệt khả chế tạo đƣợc loại pin có dung lƣợng nhƣ mật độ dòng lớn. Tuy nhiên, LiMn2O4 có nhƣợc điểm độ dẫn điện thấp, ảnh hƣởng không nhỏ tới khả làm việc linh kiện. Để khắc phục điều này,khi chế tạo điện cực catotLiMn2O4 ngƣời ta đƣa thêm chất hỗ trợ dẫn điện tử nhƣ bột carbonnhằm làm tăng khả trao đổi ion liti điện cực nghĩa sử dụng vật liệu composite C/LiMn2O4 làm điện cực catot. Vì chọn vấn đề: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu composite C/LiMn2O4 làm điện cực catot cho pin Li-ion” để thực luận văn tốt nghiệp với mục tiêu hoàn thiện sở khoa học nhƣ công nghệ chế tạo, cấu trúc tính chất điện hóa vật liệu. 2. Mục đích nghiên cứu Chế tạo đƣợc vật liệu composite C/LiMn2O4 làm điện cực catot cho pin Li-ion. 3. Đối tƣợng nghiên cứu Vật liệu điện cực catot composite C/LiMn2O4. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm vật liệu tích trữ ion liti làm điện cực dƣơng sở hợp chất LiMn2O4 vật liệu composite C/LiMn2O4 . - Chế tạo vật liệu LiMn2O4 sau pha trộn với nồng độ thích hợp để tạo thành vật liệu composite C/LiMn2O4. - Khảo sát đặc trƣng cấu trúc, tính chất điện hóa vật liệu. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu chủ đạo thực nghiệm: - Vật liệu đƣợc chế tạo phƣơng pháp phản ứng pha rắn kết hợp với nghiền bi lƣợng cao. Điện cực đƣợc chế tạo phƣơng pháp phủ trải. - Các tính chất vật liệu đƣợc khảo sát thông qua nghiên cứu cấu trúc tinh thể nhiễu xạ tia X, chụp phân tích ảnh SEM, tính chất tích trữ, dẫn ion đƣợc nghiên cứu phổ điện quét vòng phƣơng pháp dòng không đổi. 6. Đóng góp khóa luận Góp phần vào lĩnh vực nghiên cứu vật liệu điện cực dƣơng sở hợp chất LiMn2O4 đồng thời tìm phƣơng pháp chế tạo vật liệu composite C/LiMn2O4 làm điện cực catot cho pin Liti ion, có khả ứng dụng thực tế. Mở hƣớng nghiên cứu giúp nhà khoa học chế tạo vật liệu composite có độ bền cao, rẻ thân thiện với môi trƣờng vào sản xuất pin Li-ion. Góp phần đẩy mạnh hƣớng nghiên cứu lĩnh vực ion học chất rắn. 7. Cấu trúc khóa luận Ngoài phần mở đầu, kết luận danh mục tài liệu tham khảo khóa luận gồm chƣơng: Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ĐIỆN CỰC DƢƠNG CHO PIN LITI ION Chƣơng 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN NỘI DUNG Chƣơng TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ĐIỆN CỰC DƢƠNG CHO PIN LITI ION 1.1. Nguồn điện hóa học sở vật liệu 1.1.1. Một vài nét nguồn điện hóa Trong phát triển nguồn điện hóa học, ngƣời ta phân biệt nguồn điện hệ (gồm nguồn điện truyền thống phổ cập lâu nay, nhƣ pin Volta, ắc quy chì, .), nguồn điện hệ (gồm nguồn điện nhƣ pin nhiên liệu, ắc quy natri/lƣu huỳnh, nicken/hidrua kim loại, .) nguồn điện hệ (nguồn điện liti ion Li+, nguồn điện sử dụng polyme dẫn điện, nguồn điện hóa màng mỏng hoàn toàn rắn, nguồn điện quang điện hóa, .). Ngƣời ta thƣờng phân biệt pin nguồn điện làm việc lần (còn gọi nguồn điện sơ cấp) nguồn điện có khả nạp lại gọi nguồn điện thứ cấp hay ắc-quy. Trong phát triển nguồn điện hệ ngƣời ta trọng đến khả nạp lại đƣợc (rechargeable). Xu tiết kiệm nguyên vật liệu giảm thiểu phế thải môi trƣờng hƣớng tới chế tạo nguồn điện nạp lại đƣợc ngày tăng. Thật vậy, ắc-quy cổ điển đƣợc thay hàng loạt ắc-quy tân tiến sở vật liệu nguyên lý mới. Trong loại pin thứ cấp đƣợc nghiên cứu thƣơng phẩm hóa pin liti ion liti (Li-ion) có nhiều đặc tính tốt loại pin chủng loại nhƣ pin NiCd, NiMH, Pb-Acid, . Điện pin liti Li-ion đạt khoảng 2,5 V đến 4,2 V, gần gấp ba lần so với pin NiCd hay pin NiMH, cần đơn vị cấu tạo cho pin. Các điểm thuận lợi sử dụng pin liti Li-ion thời gian hoạt động lâu hơn, tốc độ nạp nhanh hơn, thể tích nhỏ so với pin NiCd NiMH (30% ÷ 50%), dung lƣợng phóng cao hơn, hiệu ứng “nhớ” nhƣ pin NiCd, tỉ lệ tự phóng không sử dụng nhỏ khoảng 5% tháng so với (20 ÷ 30)% pin NiCd [12]. Nhờ đặc tính ƣu việt có mà pin liti đƣợc coi nguồn điện kỉ XXI. Liti kim loại kiềm trữ lƣợng lớn tự nhiên, có mật độ tích trữ lƣợng lớn so với kim loại khác (3860 Ah/kg), có hoạt tính điện cực đứng đầu dãy điện (∆ФLi/Li+ = −3,01 V) kim loại nhẹ (D = 0,5 g/cm3). Nguồn điện liti có điện hở mạch từ 3V đến 5V, chƣa có nguồn điện hóa trƣớc nó. Các công trình nghiên cứu pin liti năm 1912 G. N. Lewis nhƣng bị gián đoạn năm 1970 mà loại pin thƣơng phẩm sử dụng liti khả nạp lại đƣợc sản xuất [9]. Những nghiên cứu sau nhằm cải thiện khả nạp lại loại pin vào năm 1980 không thành công yêu cầu an toàn sử dụng không đƣợc đảm bảo (liti kim loại có hoạt tính mạnh, dễ bị cháy nổ). Do vậy, pin dựa sở liti kim loại có khả chế tạo dạng dung lƣợng nhỏ, song chƣa vƣợt qua đƣợc trở ngại độ an toàn trình làm việc. Thay vào thị trƣờng phát triển loại pin Li-ion. Pin Li-ion tiếp tục thống trị thị trƣờngtrong thời gian nữa, chƣa có giải pháp thay cạnh tranh với tính linh hoạt pin ion liti việc cung cấp lƣợng cho thiết bị di động xách tay bƣớc đệm cho nguồn cung cấp lƣợng không liên tục nhƣ lƣợng gió lƣợng mặt trời [7]. Tuy nhiên, để tiếp tục giữ đƣợc vị trí số mình, pin ion liti đòi hỏi phải sản mật độ lƣợng lớn nhiều so với phiên tại, gia tăng an toàn, giá thành phải rẻ hơn. Để đạt đƣợc cải thiện đáng kể mật độ lƣợng hai nguyên liệu anot catot cần phải cải thiện. 1.1.2.Pin Li-Metal (Li/ LixMnO2 ) Loại pin đƣợc phát triển gần đây, có mật độ lƣợng 140Wh/kg hiệu suất thể tích 300Wh/lit. Các pin thƣờng có cấu trúc nhiều lớp (Hình 1.1a), nhƣ sau: Các pin thƣờng có cấu trúc nhiều lớp (Hình 1.1a) nhƣ: CC1 | Li | IC | SI | CC2 Trong đó: CC1, CC2là tiếp cực; IC lớp dẫn ion; IS lớp tích trữ ion đóng vai trò điện cực dƣơng (catot); Li lớp liti kim loại đóng vai trò cực âm (anot). nhƣ xác định số mạng, so sánh tỉ lƣợng tƣơng đối pha, xác định tạp chất có mẫu, . Các số mạng mẫu đƣợc xác định thông qua công thức: √ Dựa vào bảng chuẩn từ giá trị đặc trƣng dhkl cóthể giải hệ phƣơng trình (2.1) (2.2) cho cặp gồm hai mặt phẳng (hkl) khác nhau. Giá trị số mạng a, b c thu đƣợc trung bình cộng nghiệm tƣơng ứng tất tổ hợp gồm hai mặt (hkl) khác nhau. Các thực nghiệm đo giản đồ nhiễu xạ tia X thực luận văn đƣợc tiến hành máy nhiễu SIMENS xạ tia D-5000 X phòng thí nghiệm trọng điểm Quốc gia, Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Hình 2.1. Máy nhiễu xạ tia X (SIMENS D-5000). Việt Nam (Hình 2.1). 2.2.2. Hiển vi điện tử quét (SEM) Hiển vi điện tử quét (SEM) công cụ để quan sát vi cấu trúc bề mặt vật liệu với độ phóng đại lớn đến 100.000 lần, độ phân giải khoảng vài nanomet.Dùng kính hiển vi điện tử quét (SEM) phƣơng pháp tốt để nghiên cứu đặc điểm bề mặt vật liệu dựa nguyên tắc tạo ảnh từ điện tử phát xạ thứ cấp quét chùm điện tử đƣợc gia tốc điện trƣờng có cƣờng độ lớn hội tụ thành điểm bề mặt mẫu. Độ phân giải ảnh SEM phụ thuộc vào khả hội tụ chùm điện tử, chùm tia nhỏ độ phân giải cao. 22 Ngoài việc nghiên cứu đặc trƣng bề mặt, ảnh SEM cho ta biết phân bố hạt bề mặt mẫu đồng hay không đồng từ cho biết kích thƣớc trung bình hạt. Để nghiên cứu vi cấu trúc nhƣ ƣớc tính kích thƣớc hạt vật liệu bột, tiến hành chụp ảnh SEM hiển vi điện tử quét Hitachi S-4800 đặt Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học Hình 2.2: Kính hiển vi điện tử quét Hitachi S-4800 Công nghệ Việt Nam. 2.2.3. Phương pháp đo điện hóa Phƣơng pháp đo điện hóa phƣơng pháp hữu hiệu để khảo sát trình điện hóa xảy điện cực. Trong trƣờng hợp trình tích thoát ion Li + nhƣ trình phóng nạp xảy pin ion.Các phép đo điện hóa đƣợc thực thiết bị đo điện hóa AutoLab PGS-30 phòng Vật lý Chất rắn, Khoa Vật lý trƣờng ĐHSP Hà Nội 2. Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý hệ AutoLab.PGS-30 Trong sơ đồ trên: (1) – WE điện cực làm việc, tất trƣờng hợp điện cực cần quan tâm; (2) – RE điện cực so sánh (Ag, Pt, Pb); (3) – CE 23 điện cực đối (Pt) Khi làm việc với linh kiện hai điện cực RE CE đƣợc nối với nhau. 2.2.3.1. Phương pháp phổ điện quét vòng (Cyclic Voltammetry – CV) Phƣơng pháp phổ điện quét vòng phƣơng pháp đƣợc sử dụng phổ biến để nghiên cứu trình điện hoá xảy bề mặt điện cực chất điện ly. Trong phƣơng pháp điện điện cực đƣợc quét quét lại dải điện định với tốc độ quét không đổi dòng qua điện Hình 2.4. Dạng xung điện Von – Ampe vòng (CV) cực tƣơng ứng đƣợc xác định. Phổ CV ghi đƣợc cho biết thông tin phản ứng oxy hoá khử, trình trao đổi ion, v.v . xảy điện cực quan tâm. Ngoài ra, nghiên cứu vật liệu tích trữ ion, phổ CV cho phép xác định mật độ điện tích tiêm hay thoát khỏi màng nhƣ tính thuận nghịch hiệu ứng tiêm thoát vùng điện để vật liệu hoạt động bền vững. Điện đặt lên điện cực nghiên cứu có dạng xung tam giác (Hình 2.4). Tại thời điểm ti = có điện Vi đặt trƣớc. Điện tăng tuyến tính theo thời gian đến thời điểm tb có giá trị điện Vb,sau giảm tuyến tính giá trị ban đầu Vi. Các mũi tên hành vi thuận, nghịch. Tốc độ quét điện (mV/giây), có giá trị hành trình thuận nghịch. Đối với vật liệu nghiên cứu vật liệu tích/thoát ion tốc độ quét đƣợc lựa chọn khoảng v ≈ 5-50 mV/giây. Vùng điện Vi - Vb vùng có trình tích thoát quan tâm. Kỹ thuật CV quét đơn vòng hay đa vòng theo hƣớng anot (hành trình thuận) catot (hành trình nghịch) nhằm nghiên cứu hành vi làm việc vật liệu điện cực động học trình điện hóa. Đƣờng đặc tuyến Von – Ampe thu đƣợc dạng đƣờng cong phân cực tuần hoàn. Sự xuất đỉnh đƣờng cong 24 xảy trình tích/thoát ion Li+ điện làm việc tƣơng ứng. Quá trình tích/thoát có hành vi thuận nghịch cấu trúc vật liệu ổn định số chu kỳ tích/thoát nhiều, chứng tỏ cấu trúc vật liệu bền. 2.2.3.2 Phương pháp dòng không đổi (Amperometry) Phƣơng pháp dòng không đổi nhằm nghiên cứu khả tích/thoát ion khách vào/ra khỏi vật liệu chủ thông qua áp đặt dòng cố định (hoặc cố định) thiết bị đo cho ta biết trình tích nạp điện cực đến đầy. Sau điện cực chuyển sang chế độ phóng với dòng khống chế ổn định cho ta phụ thuộc phóng vào thời gian phóng, từ ta biết đƣợc thông tin khả tích thoát ion điện cực. Trong luận văn sử dụng thiết bị AutoLab. PGS-30 để tiến hành đo phổ CV. 2.3. Thực nghiệm chế tạo mẫu 2.3.1. Chế tạo vật liệu LiMn2O4 Vật liệu LiMn2O4 chế tạo nhiều phƣơng pháp khác nhƣ: phƣơng pháp sol – gel, phản ứng pha rắn, thủy nhiệt, thấm nóng chảy .[2] nhiên khuôn khổ khóa luận chúng Chuẩn bị nguyên vật liệu MnO2; Li2CO3 (Li:Mn = 1:2) lựa chọn phƣơng pháp phản ứng pha rắn phƣơng pháp có thao tác đơn giản, dễ thực hiện, Nghiền trộn sơ (bằng máy nghiền bi 2h) có hiệu kinh tế cao sản xuất với số lƣợng lớn. Từ vật liệu nguồn có độ Ủ nhiệt lần (Ở 900oC 4h) cao oxit MnO2 (99,99%), muối Li2CO3 (99,99%), qua trình nghiền trộn nung cuối Nghiền trộn lần (bằng máy nghiền bi 4h) đƣợc thêu kết nhiệt độ cao thu đƣợc vật liệu tích/thoát ion LiMn2O4 dạng toàn rắn. Quy Ủ nhiệt 600oC 1h trình chế tạo vật liệu LiMn2O4 đƣợc mô tả sơ đồ hình 2.5. Hình 2.5. Quy trình chế tạo vật liệu LiMn2O4 25 -Chuẩn bị vật liệu : Ban đầu vật liệu nguồn gồm muối Li2CO3 oxit MnO2 đƣợc pha trộn theo tỉ lệ nguyên tử kim loại Li:Mn = 1:2. Chẳng hạn để nhận đƣợc 5gam vật liệu LiMn2O4 tính toán khối lƣợng muối Li2CO3 oxit MnO2 nhƣ sau: Khối lƣợng Li gam vật liệu là: mLi   6,939  0,1919 g 180,815 Lƣợng muối Li2CO3 cần thiết là: mLi2CO3  0,1919  73,886  1,0217 g  6,939 Khối lƣợng Mn 5g vật liệu là: mMn   54,940   3,0385g 180,815 Lƣợng oxit MnO2 cần thiết là: mMnO2  3,0385  86,938  4,8082 g 54,940 - Nghiền trộn sơ bộ: Mục đích công đoạn làm cho hạt bột mịn trộn với cách đồng đều. Vật liệu nguồn đƣợc nghiền trộn sơ máy nghiền bi lƣợng cao thời gian giờ. - Ủ nhiệt lần 1:Sau đƣợc nghiền trộn sơ bộ, vật liệu đƣợc sấy khô ủ nhiệt 600oC với tốc độ gia nhiệt độ/phút. Khi đạt nhiệt độ 900oC mẫu đƣợc giữ sau để nguội tự do. Công đoạn có vai trò quan trọng: nhiệt độ 900oC có phân hủy Li2CO3 tạo CO2 tác dụng với MnO2 theo chế phản ứng pha rắn để hình thành pha hợp chất. - Nghiền trộn lần : Hỗn hợp bột sau nung sơ tiếp tục đƣợc nghiền trộn lần máy nghiền bi lƣợng cao với tốc độ 400 vòng/phút thời gian giờ. Công đoạn nhằm mục đích: tạo kích thƣớc hạt đạt mức nano tạo độ đồng cho hỗn hợp, đồng thời cung cấp lƣợng cho phản ứng 26 pha rắn tiếp tục xảy nhằm mục đích giảm nhiệt độ thiêu kết sau này. - Ủ nhiệt lần :Sau nghiền trộn lần máy nghiền lƣợng cao, mẫu đƣợc ủ nhiệt 600oC thời gian với tốc độ gia nhiệt oC/phút sau để nguội tự do. 2.3.2. Chế tạo điện cực catot từ vật liệu composite C/LiMn2O4 Nhằm nâng cao tính vào/ra ion Li+ để cải thiện làm việc điện cực, sở vật liệu LiMn2O4 chế tạo đƣợc tiến hành chế tạo vật liệu composite C/LiMn2O4 nhƣ sau: hỗn hợp C/LiMn2O4 đƣợc pha trộn theo tỉ lệ khối lƣợng thành phần CNTslần lƣợt 2,5% (với 5g LiMn2O4 khối lƣợng CNTs 0,125g); 5% (với 5g LiMn2O4 khối lƣợng CNTs 0,25g) 10% (với 5g LiMn2O4 khối lƣợng CNTs 0,5g). Sau hỗn hợp đƣợc nghiền trộn cối mã não thời gian 3h. Sau nghiền trộn thu đƣợc vật liệu composite C/LiMn2O4. Từ vật liệu composite C/LiMn2O4 chế tạo điện cực catot theo công đoạn sau: Vật liệu composite C/LiMn2O4 đƣợc trộn với chất kết dính CMC với tỷ lệ thành phần 0,2ml cho 1g vật liệu, khuấy phủ trải lên đế thuỷ tinh có phủ lớp ITO, để khô tự nhiên sấy khô 120oC thời gian với tốc độ gia nhiệt chậm (1oC/phút). Các điện cực sau đƣợc sử dụng để khảo sát trình phóng nạp pin ion liti. 27 Chƣơng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đặc trƣng cấu trúc vật liệu LiMn2O4 Cấu trúc tinh thể sản phẩm chế tạo đƣợc khảo sát phép đo phổ nhiễu xạ tia X (XRD). Vi cấu trúc vật liệu đƣợc đánh giá kính hiển vi điện tử quét (SEM). Hình 3.1 cho thấy giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu LiMn2O4nhận đƣợc sau thiêu kết 900 oC giờ. Hình 3.1. Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu LiMn2O4 So sánh giản đồ nhiễu xạ (Hình 3.1) với liệu PDF (số thẻ 35-0782) cho thấy: - Vật liệu LiMn2O4 chế tạo đƣợc có dạng đơn pha, có thành phần hợp thức nhƣ mong muốn có cấu trúc tinh thể lập phƣơng, thuộc nhóm không gian Fd3m. Các đỉnh đặc trƣng xuất mạnh góc  , tƣơng ứng với mặt 28 phản xạ nhƣ đƣợc bảng 3.1. Bảng 3.1: Các đỉnh nhiễu xạ X-Ray tương ứng với mặt phản xạ. 2 Mặt phản xạ 18,6o 36,1o 37,8o 43,8o 48,1o 58,1o 63,8o 67,1o (111) (311) (222) (400) (331) (511) (440) (531) Để tính số mạng tinh thể, sử dụng công thức: h k l2    d hkl a b2 c2 Nếu chọn mặt (111) thì: 3  a = d111   d111 a a d111= 4,747  a = 8,22204 Å. Kết cho thấy, thông số mạng hoàn toàn phù hợp với liệu thƣ viện (a = 8,2476 Å). Hình 3.2 mô tả giản đồ nhiễu xạ tia X qua bột mẫu LiMn2O4 sau ủ 600 oC đƣợc nghiền máy nghiền Retsch với tốc độ 400 vòng/phút giờ. Từ giản đồ XRD hình 3.1 hình 3.2, thấy vị trí đỉnh nhiễu xạ không thay đổi. Quá trình nghiền làm thay đổi cƣờng độ độ rộng đỉnh nhiễu xạ. Các đỉnh đặc trƣng xuất mạnh góc 2θ, tƣơng ứng với mặt phản xạ đƣợc bảng 3.1. Điều chứng tỏ cấu trúc mạng tinh thể vật liệu LiMn2O4 thay đổi. Quá trình nghiền ủ nhiệt 600 oC sau làm thay đổi kích thƣớc hạt tinh thể kích thƣớc hạt vật liệu, không làm thay đổi thành phần pha mẫu. Để tính kích thƣớc trung bình hạt tinh thể mẫu, sử dụng công thức Scherrer: D 0,9 cos Trong đó:  - bƣớc sóng tia X sử dụng ( = 1,5406 Å);  - độ bán rộng;  - góc nhiễu xạ. 29 Hình 3.2: Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu LiMn2O4sau nghiền lần ủ nhiệt 600 oC giờ. Việc tính toán đƣợc thực bốn đỉnh nhiễu xạ vị trí ứng với góc nhiễu xạ 2 = 18,6o; 2 = 36,1o; 2 = 43,8o 2 = 63,7o. Kết tính toán nhận đƣợc kích thức hạt tinh thể có giá trị khoảng 17 nm. Hình 3.3: Ảnh SEM vật liệu Hình 3.4. Ảnh SEM điện cực LiMn2O4 LiMn2O4 pha 5% CNTs 30 Hình 3.3 cho thấy ảnh SEM mẫu bột LiMn2O4 đƣợc nghiền máy nghiền Retsch thời gian ủ nhiệt 600 oC giờ. Từ ảnh SEM nhận thấy kích thƣớc hạt vật liệu nằm khoảng từ 50 đến 100 nm.Trên hình 3.4 ảnh SEM bột LiMn2O4 pha trộn 5% CNTs. Có thể nhận thấy CNTs phân bố đồng hạt LiMn2O4 sợi CNTs đóng vai trò cầu dẫn điện tử hạt LiMn2O4. Điều cho phép làm tăng đáng kể độ dẫn điện tử điện cực. Vậy, phƣơng pháp phản ứng pha rắn, chế tạo thành công vật liệu LiMn2O4có dạng đơn pha, có cấu trúc tinh thể lập phƣơng, thuộc nhóm không gian Fd3m, có độ đồng cao có kích thƣớc hạt cỡ nanomét. 3.2. Tính chất điện hóa tích thoát ion liti điện cực Để tiến hành nghiên cứu tính chất điện hoá tích thoát ion vật liệu, tiến hành chế tạo điện cực sở vật liệu LiMn2O4 C/LiMn2O4 chế tạo tiến hành nghiên cứu phổ đặc trƣng C-V tình phóng nạp hệAutoLab.PGS-30 phòng thực hành Vật lý Chất rắn, trƣờng ĐHSP Hà Nội 2. 3.2.1. Phổ đặc trưng C-V điện cực LiMn2O4 Tính chất điện hóa điện cực LiMn2O4 đƣợc nghiên cứu thông qua việc khảo sát phổ C-V điện cực chất điện ly dung dịch (LiClO4 + PC) 1M. Kết cho thấy phổ C-V có đỉnh anot hóa 2,63 V 1,7 V/CSE đỉnh trình catot hóa 0,7 V 1,9 V/CSE. Điều cho thấy điện cực LiMn2O4 có trao đổi ion với chất điện ly mà ion Li+. Nói cánh khác điện cực LiMn2O4 thể đƣợc khả tích thoát ion - đặc trƣng quan trọng điện cực đối việc chế tạo pin ion. Quá trình trao đổi ion Li+ đƣợc mô tả theo phƣơng trình phản ứng dƣới [10,12] : LiMn2O4  Li0,5Mn2O4 + 0,5 e- + Li0,5Mn2O4  - MnO2 + 0,5 e- + 0,5Li+ (3.1) 0,5Li+ (3.2) Từ phản ứng điện cực cho thấy vật liệu LiMn2O4 có khả phân ly để giải phóng ion Li+ điện tử. Vì đƣợc sử dụng làm điện cực cung cấp ion Li+ pin ion rắn liti. 31 Hình 3.5: Phổ C-V điện cực LiMn2O4 với tốc độ quét 50 mV/s. 3.2.2. Đặc trưng phóng nạp điện cực LiMn2O4 Quá trình nạp phóng điện điện cực LiMn2O4 đƣợc khảo sát sở pin ion Liti với cấu trúc gồm có điện cực catot điện cực LiMn2O4, điện cực anot lƣới Pt đƣợc nhúng dung dịch chất điện ly 1M LiClO4 + PC. Ở trình phóng, nạp pin đƣợc thực phƣơng pháp dòng không đổi. Các phép đo đƣợc thực hệ AutoLab. PSG 30. Trên hình 3.6 đƣờng biểu diễn phụ thuộc nạp phóng điện linh kiện đƣợc chế tạo. Từ đồ thị (hình 3.6) nhận thấy trƣờng hợp pin đƣợc nạp với dòng nạp 10 mA, nạp 1,5 V tăng dần tới 1,8 V trì khoảng thời gian dài (khoảng 4000 s). Có thể thấy rằng: nạp (1,8 V) tƣơng đối thấp tƣơng ứng với trình catot hóa nhƣ đƣợc mô tả phƣơng trình (3.1) (3.2). Ta thấy, điện nạp chênh lệch so với điện hóa xác định từ phổ C-V. Điều đƣợc giải thích vật liệu LiMn2O4 có độ dẫn điện tử (khoảng 10-6 Scm-1). Trong trƣờng hợp phóng điện với dòng phóng 0,1 mA có chiều ngƣợc với chiều dòng nạp, điện phóng đƣợc bắt đầu 1,5 V giảm dần đến khoảng 0,8 V 32 khoảng thời gian khoảng 1600 s sau giảm nhanh 0. Nhƣ thấy điện cực LiMn2O4 đƣợc chế tạo thể tốt khả phóng nạp điện cực catot pin ion liti với điện nạp khoảng 1,8V phóng (thế làm việc pin) vào khoảng 1V. Tuy nhiên, khoảng thời gian trì trạng thái phóng điện dòng phóng nhỏ. Để giải hạn chế này, tiến hành nghiên cứu chế tạo điện cực Hình 3.6: Đường đặc trưng phóng nạp điện cực LiMn2O4: (a) Đường biểu diễn nạp với dòng nạp 10mA; (b) Đường biểu diễn phóng với dòng phóng 0,1mA . catot LiMn2O4 với việc cho thêm vào điện cực lƣợng định nano tuýp bon (CNTs) nhằm cải thiện khả dẫn điện tử nhƣ trình trao đổi ion điện cực để nâng cao hiệu suất pin ion Liti. 3.2.3. Ảnh hưởng CNTs tới đặc tính phóng nạp điện cực LiMn2O4 Trên hình 3.7 trình bày đƣờng đặc trƣng phóng nạp pin ion với điện cực catot LiMn2O4 pha 5% CNTs. Từ đồ thị (hình 3.7) nhận thấy trƣờng hợp pin đƣợc nạp với dòng nạp 10 mA, nạp 1,6 V tăng dần tới 1,85 V trì khoảng thời gian dài (hơn 4000s). Trong trƣờng hợp phóng điện với dòng phóng 0,1 mA có chiều ngƣợc với chiều dòng nạp, điện phóng đƣợc bắt đầu 1,3 V giảm dần đến khoảng V khoảng thời gian khoảng dài 1200 s sau giảm chậm 0,8 V khoảng thời gian lâu. Nhƣ thấy điện cực đƣợc chế tạo từ vật liệu composite C/LiMn2O4 thể tốt khả phóng nạp điện cực catot pin ion liti với điện 33 nạp khoảng 1,85 V phóng (thế làm việc pin) vào khoảng V. So sánh hai đồ thị biểu diễn nạp phóng theo thời gian với dòng nạp 10 mA dòng phóng 0,1 mA hai điện cực LiMn2O4 LiMn2O4 pha 5% CNTs ta thấy: - Thế nạp điện cực LiMn2O4 pha 5% CNTs cao nạp điện cực LiMn2O4 chút (1,85 V 1,8 V) nhƣng điện nạp Hình 3.7. Đường đặc trưng phóng nạp điện cực LiMn2O4 pha 5% CNTs ổn định hơn. pha 5% CNTs. - Điện phóng điện cực LiMn2O4 pha 5% CNTs mức điện (c) Đường biểu diễn nạp với dòng nạp nhỏ 1,3 V (đối với điện cực LiMn2O4 1,5 V). Thế làm việc pin 10mA. vào khoảng V nhiên khoảng thời gian trì trạng thái phóng điện điện (d) Đường biểu diễn phóng với dòng cực LiMn2O4 pha 5% CNTs lâu dòng phóng lớn hơn. phóng 0,1mA . Có thể thấy rằng: với điện cực LiMn2O4 pha 5% CNTs cải thiện tốt trình phóng, nạp: điện nạp ổn định đặc biệt thời gian phóng điện điện cực đƣợc kéo dài hơn. Điều đƣợc giải thích có mặt CNTs đóng vai trò nhƣ cầu nối hạt LiMn2O4 làm giảm đáng kể điện trở điện cực đồng thời góp phần đẩy nhanh trình trao đổi ion điện cực phản ứng điện hóa. Vì vậy, vật liệu composite C/LiMn2O4có thể đƣợc ứng dụng làm điện cực catot pin ion liti với dung lƣợng cao, công suất lớn. 34 KẾT LUẬN 1. Đã chế tạo thành công vật liệu spinel LiMn2O4 từ hỗn hợp ôxit MnO2 muối Li2CO3 phƣơng pháp nghiền bi lƣợng cao. Bằng phƣơng pháp này, chế tạo đƣợc vật liệu có kích thƣớc nano, có độ đồng cao giảm đƣợc nhiệt độ thời gian thiêu kết sau này. 2. Các kết phân tích nhiễu xạ tia X cho thấy vật liệu LiMn2O4 đơn pha bảo đảm thành phần hợp thức. Kích thƣớc hạt đƣợc xác định từ công thức Scherrer cho giá trị khoảng 17 nm. 3. Đã nghiên cứu ảnh hƣởng việc pha trộn thêm CNTs vào vật liệu LiMn2O4 trình chế tạo điện cực. Các kết nghiên cứu điện hóa khảo sát trình phóng nạp cho thấy vật liệu composite C/LiMn2O4 có khả trao đổi tích thoát ion Li+ tốt đáp ứng yêu cầu chế tạo điện cực catot pin ion liti. Việc pha trộn thêm CNTs làm giảm đáng kể điện nạp đồng thời làm tăng điện phóng kéo dài đƣợc thời gian phóng điện điện cực. Tỉ lệ pha trộn CNTs điện cực thích hợp 5%. 35 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Năng Định (2006), Vật lý kĩ thuật màng mỏng, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội. [2] Trƣơng Ngọc Liên (2000), Điện hoá lý thuyết, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội. [3] Ngô Quốc Quyền (2004), Tích trữ chuyển hóa lượng hóa học, vật liệu công nghệ, Bộ sách chuyên khảo Viện khoa học Công nghệ Việt Nam. [4] Lê Đình Trọng, Nguyễn Năng Định, Nguyễn Thị Bảo Ngọc, Vũ Văn Hồng, Đặng Văn Thành (2005), “Vật dẫn ion cấu trúc perovskite: phƣơng pháp chế tạo đặc trƣng tính chất”, Báo cáo hội nghị Vật lý toàn quốc lần thứ VI, tập III Tr.1281-1284. Tiếng Anh [5] P. Barboux, J.M. Tarascon and F.K. Shokoohi (1991), The use of acetates as the precursors for the low-temperature synthesis of LiMn2O4 and LiCoO2 intercalation compounds, Journal of solid state chemistry, p.185-196 [6] C. Wu, F. Wu, L. Chen, X. Huang (2002), “X-ray diffraction and X-ray photoelectron Spectroscopy analysis of Cr-doped Spinel LiMn2O4 for lithium ion batteries”, Solid State lonics vol 152-153, pp. 335-339. [7] D. Deng, M. G. Kim, J. Y. Lee and J. Cho (2009), “Green energy storage meterials: Nanostructured TiO2 and Sn- based anodes for lithium- ion batteries”, Energy & Environmental Science 2, Pages 818-837. [8] Dinh N.N., Long P.D. and Nguyen T.P (2001), “X-ray photoelectron spectra and optical properties of ITO thin films made by reactive electron beam deposition”, Communications in physics, Vol.11 (3), pp.129-135. [9] G.-M. Song, W.-J. Li, Y. Zhou (2004), “Synthesis of Mg-doped LiMn2O4 Powders for lithium-ion batteries by rotary heating”, Materials Chemistry and Physics 1, pp. 162-167. [10] J. Weihua, L. Mingxun and H. Songtao (2006), “Preparation of modified 36 LiMn204 by solid-state reaction”, Rare Metals, Vol. 25, Spec. Issue, p . 71. [11] Kang S.G., Kang S.Y., Ryu K.S., Chang S.H. (1999), “Electrochemical and structural properties of HT-LiCoO2 and LT- LiCoO2 prepared by the citrate solgel method”, Solid State Ionics 120, pp. 155–161. [12] KanohH.,TangW.and OoiK. (1998), In Situ Spectroscopic Stady on Electroinsertion of Li+ into Pt/λ MnO2 Electrode in Aqueous Solution, Electrochemical and Solid State Letters (1), p.17-19 [13] Kelong Huang, Bin Peng, Zhenhua Chen, Peiyun Huang (2000),“Preparation, structure and electrochemical properties of spinel Li1−xMn2−yO4 cathode material for lithium ion batteries”, Solar Energy Materials and Solar Cells, Volume 62 pp. 177-185. [14] Kim J. and Manthiram A. (1998), Low temperature synthesis and electrode properties of Li4Mn5O12, J. Electrochem.Soc.Vol.145(4), p.L53-L55. [15] Linden D., Reddy T.B. (2002), Handbook of Batteries, McGraw-Hill Companies, Inc., Printed in the United States of America. [16] Kim du K, uralidharan P, Lee HW, Ruffo R, Yang Y, Chan CK, Peng H,Huggin RA (2008), “Spinel LiMn2O4 nanorods as lithium ion batterycathode”, Nano lett, (11), 39848-39852. [17] Minami T. (2008), “Present status of transparent conducting oxide thin-film development for Indium-Tin-Oxide (ITO) substitutes”, Thin Solid Films 516, pp.5822-5828. [18] Monica G. Lazarraga, Sankar Mandal, Joaquin Ibanez, J. ManuelAmarilla, Jose M. Rojo (2003), “LiMn2O4 – based composites processed by achemical – route”, Journal of Power sources, vol 15 pp. 315-322. [19] Shaohua Guo, Shichao Zhang, Xiangming He, Weihua Pu, ChangyinJiang, and Chunrong Wan (2008), “Synthesis and characterization of Sn-dopedLiMn2O4 cathode materials for rechargeble Li-ion batteries”, JECS, Vol 155,pp. 155. [20] Stramare S., Thangadurai V., and Weppner W. (2003), “Lithium Lanthanum Titanates: A Review”, Chem. Mater. 15, pp. 3974-3990. 37 [...]... thành c ng vật li u LiMn2O 4c dạng đơn pha, c c u tr c tinh thể lập phƣơng, thu c nhóm không gian Fd3m, c độ đồng nhất cao và c kích thƣ c hạt c nanomét 3.2 Tính chất điện hóa và tích thoát ion liti c a điện c c Để tiến hành nghiên c u c c tính chất điện hoá và tích thoát ion c a vật li u, chúng tôi tiến hành chế tạo điện c c trên c sở vật li u LiMn2O4 và C/ LiMn2O4 đã chế tạo và tiến hành nghiên c u. .. Vật li u composite C/ LiMn2O4 1.4.1 Khái quát về vật li u composite Vật li u composite là vật li u tổ hợp (m c độ vĩ mô) c a hai hay nhiều vật li u thành phần nhằm tạo ra vật li u mới c tính chất vƣợt trội hơn tính chất c a vật li u thành phần Thành phần c a vật li u composite gồm vật li u nền và vật li u gia c ờng Vật li u nền là thành phần phân bố li n t c tạo môi trƣờng phân tán cho vật li u gia c ờng... đáng kể c u tr c vật li u chủ Vật li u điện c c dƣơng trong pin ion liti thƣờng là c c oxide kim loại liti, với c u tr c xếp lớp (LiCoO2, LiNiO2, ) ho c spinel (LiMn2O4) C c vật li u điện c c âm điển hình là cacbon graphit c c u tr c xếp lớp tƣơng tự graphit Hình 1.2 mô tả quá trình xảy ra trong pin Li- ion với điện c c dƣơng là hợp chất c a liti (Li1 -xMO2), điện c c âm là graphit liti hóa (LixC) Trong... lƣợng cao, mẫu đƣ c ủ nhiệt ở 600oC trong thời gian 1 giờ với t c độ gia nhiệt 5 oC/phút và sau đó để nguội tự do 2.3.2 Chế tạo điện c c catot từ vật li u composite C/ LiMn2O4 Nhằm nâng cao tính vào/ra c a ion Li+ để c i thiện thế làm vi c của điện c c, trên c sở vật li u LiMn2O4 đã chế tạo đƣ c chúng tôi tiến hành chế tạo vật li u composite C/ LiMn2O4 nhƣ sau: hỗn hợp C/ LiMn2O4 đƣ c pha trộn theo tỉ... c ờng c n vật li u gia c ờng đóng vai trò chịu l c và phân tán l c Đ c điểm chung c a vật li u composite là vật li u nhiều pha Tính chất c a vật li u composite phụ thu c vào bản chất,hình dạng, kích thƣ c, sự phân bố c a vật li u gia c ờng; bản chất vật li u nền; tỉ lệ giữa vật li u nền và vật li u gia c ờng trong composite và độ li n kết tại vùng bề mặt tiếp x c pha 1.4.2 Vật li u composite C/ LiMn2O4 Vật. .. thu c vào điều kiện tổng hợp c ng nhƣ c ng nghệ chế tạo điện c c Chính vì thế mà c c nghiên c u hiện nay đang tập trung vào vi c cải tiến c ng nghệ chế tạo vật li u LiMn2O4, c ng nhƣ tiến hành pha c c tạp chất kh c nhau nhằm nâng cao hiệu suất và dung lƣợng c a điện c c 1.3.3 C u tr c của vật li u LiMn2O4 LiMn2O4 c c u tr c spinel họ A[ ]O4, thu c nhóm không gian Fd3m C c anion oxy chiếm vị trí 32 e c a... Ví dụ, LiCoO2 đƣ c chế tạo ở nhiệt độ cao (850 oC) c c u tr c xếp lớp, trong khi LiCoO2 chế tạo ở nhiệt độ thấp (400oC) c c u tr c trung gian giữa xếp lớp và spinel [11] 1.2.4 Tính chất điện hóa c a vật li u điện c c catot C c đ c trƣng điện thế và dung lƣợng c a c c vật li u điện c c dƣơng thông dụng đƣ c thống kê trong bảng 2 LiCoO2 là hợp chất c dung lƣợng tốt (155 mAh/g) và c điện thế cao (3,9... trình nạp, vật li u điện c c dƣơng bị oxy hóa c n vật li u điện c c âm bị khử Trong quá trình này, c c ion liti thoát ra khỏi điện c c dƣơng, dịch chuyển qua chất điện ly và tiêm vào vật li u điện c c âm, nhƣ mô tả bởi c c phƣơng trình (1.1), (1.2) và (1.3) Hình 1.2 Mô hình điện hóa c a pin Li- ion Điện c c dƣơng: n¹p   LiMO2  Li1 x MO2  xLi   xe  phóng 8 (1.1) Điện c c âm:   C  xLi  ... Vật li u composite C/ LiMn2O4 c vật li u nền là LiMn2O4 và vật li u gia c ờng là nano tuýp carbon CNTs Khi pha trộn CNTs với nồng độ thích hợp thì CNTs phân bố đồng đều giữa c c hạt LiMn2O4 và c c sợi CNTs đóng vai trò nhƣ c u dẫn điện tử giữa c c hạt LiMn2O4 Điều này cho phép làm tăng độ dẫn điện tử c a điện c c Sự c mặt c a CNTs đã cho phép giảm điện trở xuống 4 b c Tùy thu c vào hàm lƣợng CNTs... ion c t c dụng tăng c ờng khả năng xâm nhập c a c c ion Li+ Trong c c chu kỳ lặp lại ion Li+ dịch chuyển đến ho c ra khỏi giữa c c lớp tích trữ ion 7 Nguyên lý hoạt động c a pin ion liti dựa vào khả năng tiêm/thoát thuận nghịch c c ion liti (Li+ ) c a c c vật li u điện c c Trong quá trình nạp và phóng điện, c c ion Li+ đƣ c dịch chuyển tiêm/thoát thuận nghịch vào/ra vật li u chủ mà không làm thay đổi . M c đích nghiên c u Ch t c vt liu composite C/ LiMn 2 O 4 n c c catot cho pin Li-ion. 3. Đối tƣợng nghiên c u Vt lin c c catot composite C/ LiMn 2 O 4 . 4. Nhiệm vụ nghiên.  2 O 4  catot.  Nghiên c u chế tạo vật liệu composite C/ LiMn 2 O 4 làm điện c c catot cho pin Li-ion    . H C SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA VẬT LÝ PHẠM THỊ HUỆ NGHIÊN C U CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOSITE C/ LiMn 2 O 4 LÀM ĐIỆN C C CATOT CHO PIN Li - ION KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC