Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 70, Issue: 1, 2018
  • pp: 3-12

download: article (PL)

Preparation and physicochemical properties of xLi2MnO3·(1-x)LiMO2 - high-voltage cathode materials for Li-ion batteries

Abstract (EN)

The work presents the description of high temperature solid-state reaction synthesis cathode materials based on Li2MnO3 and 0.9Li2MnO3·0.1LiMn1-yNiyO2 (0.1 ≤ y ≤ 0.9). The crystal structure and phase composition of the synthesized materials were examined by the XRD technique. To characterize the microstructure a scanning electron microscope SEM was used. Changes of the particle size with increase of the nickel content in tested materials were also determined. In order to perform electrochemical measurement, the Li/Li+/Li2MnO3 and Li/Li+/0.9Li2MnO3·0.1LiMn1-yNiyO2 cells were prepared, followed by a cyclic charge and discharge test. Specific capacity and stability were examined during the charge and discharge cycles at a current rate of C/20, C/10 and C/5 in a voltage range of 2.0-4.8 V. The highest discharge capacity was found for the composition 0.9Li2MnO3·0.1LiMn0.1Ni0.9O2. For this material, a reduction of the irreversible capacity decrease during the first charging was also observed.

Keywords (EN): Li2MnO3-LiMO2, Li-ion batteries, Cathode material, Layered oxide

Otrzymywanie oraz właściwości fizykochemiczne xLi2MnO3·(1-x)LiMO2 - wysokonapięciowych materiałów katodowych dla ogniw Li-ion

Redel K., Kulka A., Ziąbka M., Molenda J.

Abstract (PL)

W pracy przedstawiono warunki wysokotemperaturowej syntezy materiałów katodowych na bazie Li2MnO3 oraz 0,9Li2MnO3∙0,1LiMn1-yNiyO2 (0,1 ≤ y ≤ 0,9). Wykonano badania XRD, określono strukturę krystaliczną oraz skład fazowy otrzymanych proszków, a także zbadano ich mikrostrukturę za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Określono także zmiany wielkości cząstek wraz ze wzrostem zawartości niklu w badanych materiałach. W celu wykonania pomiarów elektrochemicznych skonstruowano ogniwa o schemacie Li/Li+/Li2MnO3 oraz Li/Li+/0,9Li2MnO3·0,1LiMn1-yNiyO2 (0,1 ≤ y ≤ 0,9), a następnie wykonano testy cyklicznego ładowania i rozładowania ogniwa. Określono pojemności właściwe oraz stabilność materiałów podczas pracy ogniwa pod obciążeniem prądowym C/20, C/10 i C/5 w zakresie napięć od 2,0 V do 4,8 V. Najwyższe pojemności rozładowania odnotowano dla składu 0,9Li2MnO3·0,1LiMn0,1Ni0,9O2. Dla tego materiału zaobserwowano również redukcję nieodwracalnego spadku pojemności podczas pierwszego cyklu ładowania.

Keywords (PL): Li2MnO3-LiMO2, ogniwa Li-ion, materiał katodowy, tlenki warstwowe

return…