اثر نوع سوخت مورد استفاده بر سنتز نانوذرات limn1.5ni0.5o4 به روش احتراق محلولی

در این پژوهش نانوذرات limn1.5ni0.5o4. که به عنوان ماده مورد استفاده در کاتد باتری های لیتیمی شناخته می شوند، به روش سنتز احتراق محلولی برای نخستین بار توسط سوخت ctab و همچنین مخلوط سوخت های گلایسین و ctab و سیتریک اسید و ctab در نسبت های سوخت به اکسید کننده برابر 5/0، سنتز شدند و تاثیر نوع سوخت مورد استفاده بر خواص ریزساختاری و خواص الکتروشیمیایی باتری های حاصل از پودرهای سنتز شده بررسی شد. نتایج حاصل از آزمون آنالیز گرمایی بیانگر افزایش شدت احتراق ژل مورد نظر در حضور سوخت های گلایسین و سیتریک اسید بوده است. همچنین نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس پودرهای سنتز شده به وسیله مخلوط سوخت های سیتریک اسید و ctab ، و گلایسین و ctab ، تشکیل فاز limn1.5ni0.5o4. بدون حضور ناخالصی هارا تایید می کنند و نمایانگر بهبود بلورینگی پودرها در مقایسه با پودرهای سنتز شده به وسیله ctab است. نتایج حاصل از تست bet نشان می دهد که به دلیل آزادسازی گازها در حین فرآیند احتراق ذرات سنتز شده با مخلوط سوخت گلایسین و ctab دارای بیشترین مساحت سطح ویژه برابر m2/g 400 هستند همچنین مساحت سطح ویژه پودرهای سنتز شده با مخلوط سوخت های ctab و سیتریک اسید برابر m2/g 269 است که بیشتر از پودرهای تولید شده با سوخت ctab به تنهایی است به طور کلی استفاده از مخلوط سوخت ها باعث افزایش سطح ویژه می شود. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمایانگر ذراتی ریزدانه با مورفولوژی کروی هستند و با استفاده از مخلوط سوخت ها اندازه ذرات از 15 به 10 و 11 نانومتر کاهش پیدا می کند. در نهایت با بررسی خواص الکتروشیمیایی باتری های حاصل مشاهده شد که باتری های حاصل از پودرهای سنتز شده به وسیله مخلوط سوخت های سیتریک اسید و ctab، دارای بیشترین ظرفیت دشارژ برابر mah/g 125 بودند چراکه دارای مساحت سطح ویژه بزرگ و پارامتر شبکه کوچکی برابر aring; 1671/8 هستند.

The effect of fuel type on the synthesis of LiMn1.5Ni0.5O4 powders by solution combustion route

In this research LiMn1.5Ni0.5O4 nano powders that are used as cathode material for lithiumion batteries were prepared by solution combustion synthesis route. Cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB), mixture of ldquo;CTAB and glycine rdquo; and also mixture of ldquo;CTAB and citric acid rdquo; were used as fuel using fuel to oxidant ratio of 0.5. The effect of fuel type on microstructure and electrochemical properties of the powders was studied. Differential thermal analysis (DTA) results demonstrated that the gel combustion intensity increases in presence of glycine and citric acid fuels. XRD results of the powders synthesized by mixture of ldquo;citric acid and CTAB rdquo; and ldquo;glycine and CTAB rdquo; shows formation of single phase LiMn1.5Ni0.5O4 with a higher crystallinity. BET results show that the surface area of the powders prepared by mixture of fuels are equal to 400 m2/g and 269 m2/g for ldquo;CTAB and glycine rdquo; and rdquo; CTAB and citric acid rdquo; mixtures respectively that are higher than the surface area of the powders prepared by CTAB. SEM results show spherical fine particles (15 to 10 nm). The highest discharge capacity (125mAh/g) was obtained for the powders synthesized with the mixture of citric acid and CTAB due to its high surface area and small cell parameter (8.1671 Aring;).