Iranian Journal of Ceramic Science & Engineering

fa اثر نوع سوخت مورد استفاده بر سنتز نانوذرات LiMn1.5Ni0.5O4 به روش احتراق محلولی The effect of fuel type on the synthesis of LiMn1.5Ni0.5O4 powders by solution combustion route سراميک‌هاي زیستی (بیوسرامیک‌ها) Bioceramics پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">در این پژوهش نانوذرات LiMn1.5Ni0.5O4. که به عنوان ماده مورد استفاده در کاتد باتریهای لیتیمی شناخته میشوند، به روش سنتز احتراق محلولی برای نخستین بار توسط سوخت CTAB و همچنین مخلوط سوختهای "گلایسین و CTAB" و "سیتریک اسید و CTAB" در نسبتهای سوخت به اکسید کننده برابر 5/0، سنتز شدند و تاثیر نوع سوخت مورد استفاده بر خواص ریزساختاری و خواص الکتروشیمیایی باتریهای حاصل از پودرهای سنتز شده بررسی شد. نتایج حاصل از آزمون آنالیز گرمایی بیانگر افزایش شدت احتراق ژل مورد نظر در حضور سوختهای 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 میکنند و نمایانگر بهبود بلورینگی پودرها در مقایسه با پودرهای سنتز شده به وسیله CTAB است. نتایج حاصل از تست BET نشان میدهد 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 سوختهای 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 باتریهای حاصل مشاهده شد که باتریهای حاصل از پودرهای سنتز شده به وسیله مخلوط سوختهای سیتریک اسید و CTAB، دارای بیشترین ظرفیت دشارژ برابر mAh/g 125 بودند چراکه دارای مساحت سطح ویژه بزرگ و پارامتر شبکه کوچکی برابر Å 1671/8 هستند.</div> In this research LiMn1.5Ni0.5O4 nano powders that are used as cathode material for lithium-ion batteries were prepared by solution combustion synthesis route. Cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB), mixture of “CTAB and glycine” and also mixture of “CTAB and citric acid” 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 “citric acid and CTAB” and “glycine and CTAB” 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 “CTAB and glycine” and” CTAB and citric acid” 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 Å). باتری لیتیم-یون, ماده کاتدی, سنتز احتراق محلولی, ترکیب LiMn1.5Ni0.5O4, خواص الکتروشیمیایی Lithium-ion batteries, Cathode material, Solution combustion synthesis, LiMn1.5Ni0.5O4, Electrochemical properties 13 26 http://ijcse.ir/browse.php?a_code=A-10-363-6&slc_lang=fa&sid=1 یاسمن شیرازی مقدم 10031947532846002799 10031947532846002799 No سمیه اعلم الهدی 10031947532846002800 10031947532846002800 Yes سیدمرتضی مسعود پناه 10031947532846002801 10031947532846002801 No