СИНТЕЗ ТА ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ФАЗИ LixCa0,5Sm0,5MnO3

V. Kordan, O. Zaremba, P. Demchenko, V. Pavlyuk

Анотація


Методами рентгенівської дифракції порошку, скануючої електронної мікроскопії, енергодисперсійної та рентгенфлуоресцентної рентгенівських спектроскопій вивчено склад та властивості катодного матеріалу на основі Ca0,5Sm0,5MnO3 (структурний тип GdFeO3, просторова група Pnma). Фазу-включення на основі ромбічного перовскіту LixCa0,5Sm0,5MnO3 (х = 0,088) синтезовано електрохімічним методом. Унаслідок включення літію у вільний простір структури зростає розмір елементарної комірки: а = 5,4054(10)→5,4050(5) Å, b = 7,5477(16)→7,5520(8) Å, c = 5,3552(10)→5,3567(5) Å, V = 218,48(7)→218,65(4) Å3. Розмір сфероподібних мікрокристалітів у вихідному зразку сягає від 0,3 до 2,5 мкм. Поверхня електрода активно адсорбує компоненти електроліту, внаслідок чого утворюються блокоподібні агрегати розміром 2–4 мкм. Розмір частинок у агрегатах є в інтервалі 100–300 нм. Загальний склад електрода (згідно з рентгенівськими спектральними методами) до та після електрохімічних процесів практично не змінюється і становить Ca9,8Sm9,5Mn21,3O59,4 та Ca9,5Sm9,3Mn21,1O60,1, відповідно.

 

Ключові слова: складні оксиди, структура ромбічного перовскіту, катодний матеріал, літій-іонні акумулятори.


Повний текст:

PDF

Посилання


Villars P., Cenzual K. (Eds.) Pearson’s Crystal Data – Crystal Structure Database for Inorganic Compounds // ASM International: Materials Park, OH, USA. Release. 2019/20.

Yashima M., Ali R. Structural Phase Transition and Octahedral Tilting in the Calcium Titanate Perovskite CaTiO3 // Solid State Ionics. 2009. Vol. 180. P. 120–126. DOI: http://doi.org/10.1016/j.ssi.2008.11.019

Wagner P., Wackers G., Cardinaletti I., Manca J., Vanacken J. From colossal magnetoresistance to solar cells: An overview on 66 years of research into perovskites // Phys. Status Solidi A. 2017. Vol. 9. P. 1700394. DOI: https://doi.org/10.1002/pssa.201770151

Tilley R. J. D. Perovskites Structure-Property Relationships // John Wiley & Sons, Ltd, UK. 2016. 328 p.

Yoon S., Otal E. H., Maegli A. E., Karvonen L., Matam S. K., Riegg S., Ebbinghaus S. G., Fallas J. C., Hagemann H., Walfort B., Pokrant S., Weidenkaff A. Improved photoluminescence and afterglow of CaTiO3:Pr3+ by ammonia treatment // Opt. Mater. Express. 2013. Vol. 3(2). P. 248–259. DOI: http://dx.doi.org/10.1364/OME.3.000248

Kaur P., Singh K. Review of perovskite-structure related cathode materials for solid oxide fuel cells // Ceram. Int. 2020. Vol. 46(5). P. 5521–5535. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.11.066

Arroyo-de Dompablo M. E., Krich C., Nava-Avendaño J., Palacín M. R., Bardé F. In quest of cathode materials for Ca ion batteries: the CaMO3 perovskites (M = Mo, Cr, Mn, Fe, Co, and Ni) // Phys. Chem. Chem. Phys. 2016. Vol. 18. P. 19966–19972. DOI: http://doi.org/10.1039/C6CP03381D

Mai A., Haanappel V. A. C., Uhlenbruck S., Tietz Fr., Stöver D. Ferrite-based perovskites as cathode materials for anode-supported solid oxide fuel cells: Part II. Influence of the CGO interlayer // Solid State Ionics. 2005. Vol. 176(15–16). P. 1341–1350. DOI: http://doi.org/10.1016/j.ssi.2005.03.009

Han J., Zheng K., Świerczek K. Nickel-based layered perovskite cathode materials for application in intermediate-temperature solid oxide fuel cells // Funct. Mater. Lett. 2011. Vol. 4(2). P. 151–155. DOI: https://doi.org/10.1142/S1793604711001853

Lu Z., Ciucci Fr. Anti-perovskite cathodes for lithium batteries // J. Mater. Chem. A. 2018. Vol. 6. P. 5185–5192. DOI: http://doi.org/10.1039/C7TA11074J

Amores M., El-Shinawi H., McClelland I., Yeandel S. R., Baker P. J., Smith R. I., Playford H. Y., Goddard P., Corr S. A., Cussen E. J. Li1.5La1.5MO6 (M = W6+, Te6+) as a new series of lithium-rich double perovskites for all-solid-state lithium-ion batteries // Nat. Commun. 2020. Vol. 11. Art. No. 6392. DOI: http://doi.org/10.1038/s41467-020-19815-5

Yan J., Wang D., Zhang X., Li J., Du Q., Liu X., Zhang J., Qi X. A high-entropy perovskite titanate lithium-ion battery anode // J. Mater. Sci. 2020. Vol. 55. P. 6942–6951. DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-020-04482-0

Rodriguez-Carvajal J. Fullprof: A program for Rietveld refinement and pattern matching analysis // Coll. Abstr. Satellite Meeting on Powder Diffraction of the XV Congress of the IUCr. Toulouse, 1990. P. 127.

http://chem.lnu.edu.ua/mtech/mtech.htm

Kordan V., Zaremba O., Demchenko P. Electrochemical synthesis of LiyCa1-xNdxMnO3 solid solution // Abstracts International Conference on Oxide Materials for Electronic Engineering – fabrication, properties and applications. Lviv, 2021. P. 42.

Kordan V., Zaremba O., Demchenko P. Electrochemical synthesis of the LixCa0.5Nd0.5MnO3 solid solution // Coll. Abstr. XVIII Ukrainian Scientific Conference “Lviv chemical reading–2021”. Lviv, 2021. P. Nо. 32 (in Ukrainian).

Kordan V., Milashius V., Tarasiuk I., Dmytriv G., Pavlyuk V. Electrochemical delithiation of the binary LiAl, Li3Al2, Li9Al4 and boron-doped phases // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2021. Vol. 62. P. 77–87 (in Ukrainian).DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.6201.077




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.6301.143

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.