1. Фон
Літій-металеві батареї вважаються ідеальним кандидатом для батарей наступного-покоління через їх високу щільність енергії. Оксидні катодні матеріали на основі -марганцю-багатого літієм мають винятково високу теоретичну ємність і щільність енергії, але кілька проблем перешкоджають їх комерційному застосуванню. До них належать: незворотна інтеркаляція іонів літію та деінтеркаляція під час першого циклу, що призводить до високої необоротної ємності; небажані побічні реакції та незворотні структурні зміни, що призводять до зниження працездатності; обмежена кінетика та провідність активних матеріалів, що призводить до низької швидкості; і постійна затримка напруги під час циклу. Щоб вирішити ці проблеми, дослідники розробили такі методи, як легування елементів, поверхневе покриття та структурна модифікація для покращення електрохімічних характеристик катодних матеріалів на основі -літію-марганцю-. У цій статті досліджується новий літій-багатий на марганець-матеріал катода, LRMZF, який використовує катіонну- та аніонну-ко-стратегію допування для покращення своїх характеристик.
2. Деталі експерименту
У цьому документі для виготовлення катодного матеріалу LRMZF використовувався золь{0}}метод:
1. Приготування розчину прекурсора: нітрат літію (LiNO3), нітрат нікелю (Ni(NO3)2·6H2O), нітрат кобальту (Co(NO3)2·6H2O), нітрат марганцю (Mn(NO3)2·4H2O) і нітрат цирконію (Zr(NO3)4·5H2O) розчиняють у деіонізованій воді в певному співвідношенні. з утворенням розчину нітрату металу. Розчин фтористого водню (HF) повільно додавали по краплях до розчину нітрату металу, контролюючи pH, щоб утворити золь. Золь піддавали термо-обробці при високій температурі з утворенням гелю.
2. Прожарювання матеріалу: гель прожарювали при високій температурі в муфельній печі для отримання матеріалу катода LRMZF.
3. Промивання та сушіння матеріалу: прожарений матеріал промивали деіонізованою водою та етанолом для видалення домішок. Промитий матеріал сушили в сушильній шафі для отримання остаточного катодного матеріалу LRMZF.