1. Fonas
Dėl didelio energijos tankio ličio metalo baterijos laikomos idealiomis naujos kartos{0}}baterijoms. Ličio -turtingo mangano- oksido katodo medžiagos pasižymi išskirtinai dideliu teoriniu pajėgumu ir energijos tankiu, tačiau kai kurie iššūkiai trukdo jas naudoti komerciniais tikslais. Tai apima: negrįžtamas ličio jonų įsiterpimas ir deinterkalacija pirmojo ciklo metu, dėl kurio atsiranda didelis negrįžtamas pajėgumas; nepageidaujamos pašalinės reakcijos ir negrįžtami struktūriniai pokyčiai, dėl kurių sumažėja pajėgumas; ribota aktyviųjų medžiagų kinetika ir laidumas, dėl ko blogai veikia; ir nuolatinis įtampos delsimas važiuojant dviračiu. Siekdami išspręsti šias problemas, mokslininkai sukūrė metodus, tokius kaip elementų dopingas, paviršiaus dengimas ir struktūrinis modifikavimas, kad pagerintų ličio -turtingų mangano- katodinių medžiagų elektrochemines savybes. Šiame darbe nagrinėjama nauja ličio -turtingo mangano{10}}pagrindo katodinė medžiaga LRMZF, kurios veikimui pagerinti naudojama katijonų- ir anijonų{12}}bendra{13} dopingo strategija.
2. Eksperimento detalės
Šiame dokumente LRMZF katodo medžiagai paruošti buvo naudojamas sol{0}}gelio metodas:
1. Pirmtakų tirpalo paruošimas: ištirpintas ličio nitratas (LiNO3), nikelio nitratas (Ni(NO3)2·6H2O), kobalto nitratas (Co(NO3)2·6H2O), mangano nitratas (Mn(NO3)2·4H2O) ir cirkonio nitratas (NO2O) vandens tam tikru santykiu, kad susidarytų metalo nitrato tirpalas. Vandenilio fluorido (HF) tirpalas buvo lėtai lašinamas į metalo nitrato tirpalą, kontroliuojant pH, kad susidarytų zolis. Solis buvo termiškai{20}}apdorotas aukštoje temperatūroje, kad susidarytų gelis.
2. Medžiagos kalcinavimas: gelis buvo kalcinuotas aukštoje temperatūroje mufelinėje krosnyje, kad gautų LRMZF katodo medžiagą.
3. Medžiagos plovimas ir džiovinimas: kalcinuota medžiaga buvo plaunama dejonizuotu vandeniu ir etanoliu, kad būtų pašalintos priemaišos. Išplauta medžiaga buvo išdžiovinta džiovinimo krosnyje, kad gautų galutinę LRMZF katodo medžiagą.