1. 배경
리튬 금속 배터리는 에너지 밀도가 높기 때문에 차세대 배터리로 이상적인 후보로 간주됩니다.- 리튬-풍부 망간- 기반 산화물 음극 소재는 매우 높은 이론적 용량과 에너지 밀도를 제공하지만 상업적 적용을 방해하는 몇 가지 과제가 있습니다. 여기에는 첫 번째 사이클 동안 돌이킬 수 없는 리튬 이온 삽입 및 디인터칼레이션이 포함되어 높은 돌이킬 수 없는 용량을 생성합니다. 바람직하지 않은 부반응 및 돌이킬 수 없는 구조적 변화로 인해 용량이 감소합니다. 활성 물질의 제한된 동역학 및 전도성으로 인해 속도 성능이 저하되고; 사이클링 중 지속적인 전압 지연. 이러한 문제를 해결하기 위해 연구자들은 리튬-풍부 망간- 기반 음극 물질의 전기화학적 성능을 향상시키기 위한 요소 도핑, 표면 코팅, 구조적 변형과 같은 방법을 개발했습니다. 본 논문에서는 양이온- 및 음이온-공동 도핑 전략을 활용하여 성능을 향상시키는 새로운 리튬-망간이 풍부한-계 음극 소재인 LRMZF를 조사합니다.
2. 실험 세부사항
이 논문에서는 LRMZF 양극재를 준비하기 위해 졸-겔 방법을 사용했습니다.
1. 전구체 용액 제조: 질산리튬(LiNO3), 질산니켈(Ni(NO3)2·6H2O), 질산코발트(Co(NO3)2·6H2O), 질산망간(Mn(NO3)2·4H2O), 질산지르코늄(Zr(NO3)4·5H2O)을 특정 비율로 탈이온수에 용해시켜 금속을 형성하였다. 질산염 용액. 상기 금속 질산염 용액에 pH를 조절하면서 불화수소(HF) 용액을 천천히 적가하여 졸을 형성하였다. 졸을 고온에서 열처리-하여 겔을 형성했습니다.
2. 재료 하소: 겔을 머플로에서 고온에서 하소하여 LRMZF 양극 재료를 얻었습니다.
3. 물질 세척 및 건조: 하소된 물질을 탈이온수와 에탄올로 세척하여 불순물을 제거하였다. 세척된 물질을 건조오븐에서 건조하여 최종 LRMZF 양극재를 얻었다.