Електрохімія літій-манганової шпінелі, модифікованої церієм, в апротонному та водному електролітах
Модифікування структури і поверхні шпінелі LiMn2O4 іонами металів є дієвим способом покращення її електрохімічних характеристик. У роботі розглянуто вплив допування іонами церію на структурні та поверхневі характеристики шпінелей LiCexMn2-xO4 (х = 0, 0.01, 0.05 і 0.1), а також їхні ємнісні та циклі...
Saved in:
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry of NAS of Ukraine
2025-06-01
|
| Series: | Хімія, фізика та технологія поверхні |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/775 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Summary: | Модифікування структури і поверхні шпінелі LiMn2O4 іонами металів є дієвим способом покращення її електрохімічних характеристик. У роботі розглянуто вплив допування іонами церію на структурні та поверхневі характеристики шпінелей LiCexMn2-xO4 (х = 0, 0.01, 0.05 і 0.1), а також їхні ємнісні та циклічні характеристики в системах з апротонним та водним електролітами. Методом рентгенофазового аналізу встановлено, що лише незначна частина іонів церію вбудовується в структуру шпінелі, а надлишок церію кристалізується у вигляді окремої фази CeO2, кількість якої збільшується пропорційно до концентрації церію, закладеної при синтезі. Згідно з даними скануючої електронної мікроскопії, фаза СеО2 існує у вигляді окремих неагломерованих частинок розміром кілька десятків нанометрів, які знаходяться у безпосередньому контакті з частинками шпінелі, розмір яких становить 100–300 нм. Методами циклічної вольтамперометрії та гальваностатичного циклування визначено питомі, циклічні та кінетичні характеристики синтезованих матеріалів в апротонному (1М розчин LiPF6 в суміші розчинників етиленкарбонату : диметилкарбонату : диетилкарбонату) та водному (5М розчин LiNO3 в H2O) електролітах. Показано, що питома ємність шпінелей залежить як від складу самої шпінелі, так і від типу електрохімічної системи. В залежності від складу шпінелі, початкова питома ємність у апротонній системі становить 100–121 мА·год/г і 81–103 мА·год/г у водній системі. Отримані результати демонструють загальний позитивний вплив структурної та поверхневої модифікації шпінелі іонами церію на її електрохімічну поведінку. На основі даних циклічної вольтамперометрії проведено порівняння кінетичних характеристик досліджуваних зразків шпінелі у апротонній та водних електрохімічних системах, для чого було розраховано коефіцієнт дифузії літію та визначено контролюючий механізм електрохімічної реакції. Показана можливість використання синтезованих зразків шпінелі як матеріалів для електрохімічної екстракції літію з водних розчинів.
|
|---|---|
| ISSN: | 2079-1704 2518-1238 |