1. Позадина
Литијум металне батерије се сматрају идеалним кандидатом за батерије следеће{0}}генерације због њихове велике густине енергије. Оксидни катодни материјали на бази литијум-богати манганом- нуде изузетно висок теоретски капацитет и густину енергије, али неколико изазова омета њихову комерцијалну примену. То укључује: иреверзибилну интеркалацију литијум јона и деинтеркалацију током првог циклуса, што резултира високим иреверзибилним капацитетом; нежељене нуспојаве и неповратне структурне промене, које резултирају пропадањем капацитета; ограничена кинетика и проводљивост активних материјала, што резултира лошим перформансама брзине; и упорно кашњење напона током циклуса. Да би се позабавили овим проблемима, истраживачи су развили методе као што су допирање елемената, површински премаз и структурне модификације да би се побољшале електрохемијске перформансе катодних материјала на бази литијума-богатих манганом-. Овај рад истражује нови катодни материјал на бази литијума-богат манганом-, ЛРМЗФ, који користи стратегију допинга- и ањона-ко{13}} да би побољшао своје перформансе.
2. Експериментални детаљи
Овај рад је користио сол{0}}гел метод за припрему ЛРМЗФ катодног материјала:
1. Припрема раствора прекурсора: литијум нитрат (ЛиНО3), никл нитрат (Ни(НО3)2·6Х2О), кобалт нитрат (Цо(НО3)2·6Х2О), манган нитрат (Мн(НО3)2·4Х2О) и цирконијум нитрат (Зр(НО3)2·6Х2О) су растворени у води специфичном у а·5Х2О4. формирају раствор металног нитрата. Раствор водоник-флуорида (ХФ) је полако додаван у капима у раствор металног нитрата док се контролише пХ да би се формирао сол. Сол је термички-обрађен на високој температури да би се формирао гел.
2. Калцинација материјала: Гел је калцинисан на високој температури у муфлној пећи да би се добио ЛРМЗФ катодни материјал.
3. Прање и сушење материјала: Калцинисани материјал је испран дејонизованом водом и етанолом да би се уклониле нечистоће. Опран материјал је осушен у сушници да би се добио коначни ЛРМЗФ катодни материјал.