شماره ركورد
34318
پديد آورنده
عزيزاله گساوي نژاد
عنوان
بررسي اثر افزودنيها بر ساختار، ريزساختار و عملكرد الكتروشيميايي مادۀ كاتدي LiFePO4تهيه شده به روش سنتز احتراق محلولي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مواد و متالورژي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/07/27
استاد راهنما
سيد مرتضي مسعودپناه
استاد مشاور
-
دانشكده
مواد و متالورژي
چكيده
در اين پژوهش، مادۀ كاتدي LiFePO4/Cبه روش سنتز احتراق محلولي تهيه و تأثير دو متغير كليدي
بر خواص آن بررسي شد: در ابتدا نوع حلال سنتز و بعد از انتخاب حلال بهينه، اثر افزودنيهاي Co ،Mnو
Niبر روي مشخصههاي ساختاري و الكتروشيميايي مورد بررسي قرار گرفت.
در مرحلۀ اول (بررسي حلال،) نمونۀ سنتز شده با حلال تركيبي آب-% 50حجمي اتانول )(LFP-EW
بهينهترين عملكرد را ارائه داد. تحليل XRDنشان داد كه اين نمونه داراي ساختار تكفازي اورتورومبيك
خالص با بلورينگي بالا است. اين نمونه همچنين بالاترين سطح ويژه ) (BETمعادل m2/g 87/5و منظمترين
پوشش كربني گرافيتي (پايينترين نسبت )0/71 = ID/IGرا دارا بود. اين خواص فيزيكي برتر منجر به سينتيك
الكتروشيميايي عالي، شامل بالاترين ضريب نفوذ يون ليتيم ) (DLi+ = 4.00×10−9 cm2/sو كمترين مقاومت
انتقال بار ( )Rct = 18 /37 Ohmsگرديد. در نتيجه، اين نمونه به ظرفيت دشارژ 130ميليآمپرساعت بر گرم
در نرخ 0 / 1 Cو پايداري چرخهاي با حفظ % 81ظرفيت پس از 3000چرخه در نرخ 10Cدست يافت.
در مرحلۀ دوم (بررسي افزودنيها،) نمونۀ ( LFP-CMN25حاوي مقادير بهينه Co ،Mnو 0/025
مولي ) Niبهعنوان نمونۀ بهينه شناسايي شد. اين نمونه ساختار تكفازي خود را حفظ كرد، در حالي كه
مقادير بالاي نيكل ) (LFP-CMN100منجر به تشكيل فاز ناخالصي Fe2Pو افت عملكرد الكتروشيميايي شد.
نمونۀ بهينۀ LFP-CMN25ضريب نفوذ بالاي DLi+ = 3.69×10−9 cm2/sو مقاومت انتقال بار پايين (Ohms
)Rct = 21 /95را ثبت كرد. اين نمونه ظرفيت ويژه 125ميليآمپرساعت بر گرم در نرخ 0 / 1 Cو پايداري
فوقالعاده با حفظ % 94ظرفيت پس از 3000چرخه در نرخ 10Cرا نشان داد
تاريخ ورود اطلاعات
1404/09/26
عنوان به انگليسي
Investigation of the effect of additions on structure, micro-structure, and electrochemical performance of LiFePO4 cathodic material synthesized by solution combustion method
تاريخ بهره برداري
12/22/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
عزيزاله گساوي نژاد
چكيده به لاتين
The LiFePO4, with a high specific capacity, thermal and chemical stability, and long-term
cyclability, is a good choice for lithium-ion battery cathodes. In this research, firstly, the
optimum pristine cathodic material was determined by utilization of five different solvents,
including water, ethanol, methanol, a mixture of water-50 Vol.% methanol and a mixture of
water-50 Vol.% ethanol. Secondly, the effect of three types of additions including Mn, Co, and
Ni with different concentrations on the electrochemical performance and morphology of
solution combustion synthesized LiFePO4/C powders was investigated. The physicochemical
characteristics were investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, Raman
spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and various electrochemical techniques. The
LiFePO4/C powders prepared by mixed water-50 Vol.% ethanol solvent exhibited a higher
electrochemical performance, including a discharge specific capacity of 105 mAhg-1 at 1C and
capacity retention of 80% for 3000 charge/discharge cycles at a current rate of 10C. The LFPCMN25 sample exhibited a higher electrochemical performance, including a discharge specific
capacity of 120 mAhg-1 at 0.1C and capacity retention of 94% for 3000 charge/discharge cycles
at a current rate of 10C.
كليدواژه هاي فارسي
باتريهاي ليتيم-يون , مادۀ كاتدي LFP , عملكرد الكتروشيميايي
كليدواژه هاي لاتين
Lithium-ion battery , LiFePO4/C , Solvent , Electrochemical performance
Author
Azizallah Gasavinejad
SuperVisor
Dr. Seyed Morteza Masoudpanah