1. Antecedentes
As baterias de metal de lítio são consideradas candidatas ideais para baterias da próxima-geração devido à sua alta densidade de energia. Materiais de cátodo de óxido à base de lítio-ricos em manganês- oferecem capacidade teórica e densidade de energia excepcionalmente altas, mas vários desafios dificultam sua aplicação comercial. Estes incluem: intercalação e desintercalação irreversíveis de íons de lítio durante o primeiro ciclo, resultando em alta capacidade irreversível; reações colaterais indesejáveis e mudanças estruturais irreversíveis, resultando na deterioração da capacidade; cinética e condutividade limitadas dos materiais ativos, resultando em baixo desempenho de taxa; e atraso de tensão persistente durante o ciclo. Para resolver esses problemas, os pesquisadores desenvolveram métodos como dopagem de elementos, revestimento de superfície e modificação estrutural para melhorar o desempenho eletroquímico de materiais catódicos à base de lítio-ricos em manganês-. Este artigo investiga um novo material catódico à base de-manganês-rico em lítio, LRMZF, que utiliza uma estratégia de co{13}}co{13}}cátion- e ânion para melhorar seu desempenho.
2. Detalhes Experimentais
Este artigo usou um método sol-gel para preparar o material catódico LRMZF:
1. Preparação da solução precursora: Nitrato de lítio (LiNO3), nitrato de níquel (Ni(NO3)2·6H2O), nitrato de cobalto (Co(NO3)2·6H2O), nitrato de manganês (Mn(NO3)2·4H2O) e nitrato de zircônio (Zr(NO3)4·5H2O) foram dissolvidos em água deionizada em uma proporção específica para formar uma solução de nitrato metálico. A solução de fluoreto de hidrogênio (HF) foi adicionada lentamente, gota a gota, à solução de nitrato metálico enquanto se controlava o pH para formar um sol. O sol foi-tratado termicamente em alta temperatura para formar um gel.
2. Calcinação do Material: O gel foi calcinado em alta temperatura em mufla para obter o material catódico LRMZF.
3. Lavagem e Secagem do Material: O material calcinado foi lavado com água deionizada e etanol para remoção de impurezas. O material lavado foi seco em estufa de secagem para obter o material catódico final LRMZF.