سنتز و شناسایی نانو ذرات lifepo4 به روش هیدروترمال

باتری های لیتیومی – یونی در کاربرد وسایل مصرف کننده الکتریکی رایج هستند. این باتری ها یکی از مردم پسندترین نوع از باتری های قابل شارژ برای وسایل الکتریکی قابل حمل است که بهترین دانسیته انرژی را داراست. lifepo4 بدلیل قیمت ارزان از کاندیدهای مهم برای مواد کاتدی در باتری های لیتیومی – یونی جهت کاربرد درخودروهای الکتریکی و هیبریدی می باشد. برای lifepo4 سایز کوچک ذرات و کریستال های خوش فرم برای افزایش ویژگی های الکتروشیمیایی مفید هستند. در ذراتی با قطر کوچک، یون های li ممکن است از بین مسافت های کوچکتری بین سطوح و مرکز در طی الحاق و جداسازی لیتم انتشار یابد و lifepo4 در سطوح ذره اکثراً در واکنش های شارژ و دشارژ شرکت می کند. این موضوع برای بهبود بخشیدن ویژگی های الکتروشیمیایی باتری های/li lifepo4 بدلیل یک افزایش در کمیت ذرات lifepo4 به کار رفته مفید است. در میان روش های سنتز گوناگون سنتز هیدروترمال بدلیل فراهم کردن ذرات ریز مفید است و برخی مزایا از جمله روش سنتز آسان، مصرف انرژی کم در مقایسه با دمای واکنش بالا و زمان واکنش طولانی در طی واکنش های حالت جامد دارا می باشد. اگرچه lifepo4 پایداری بالا، قیمت کم و سازگاری زیادی با محیط زیست دارد، محدودیت هایی همچون رسانایی الکترونی کم و انتشار آهسته یون li را داراست. بنابراین در دماهای پایین تر یا چگالی جریان بالاتر، رضایت بخش عمل نمی کند. در این پایان نامه برای رفع این مشکل از روش هایی همچون کاهش اندازه ذرات و دوپه کردن با افزودنی های رسانا همانند فلزات m=ti, mn, ni بکار گرفته شده است. در این پروژه نانو پودرهای دوپه شده lifepo4 با روش هیدروترمال تهیه شده اند. مواد الکترونی نانوساختار در طی عملیات شارژ و دشارژ با سرعت بالا پایداری چرخه ای خوب دارند. بنابراین پودرها در مقیاس نانو در مقایسه با پودرهای میکرو خواص الکتروشیمیایی بهتری دارند. شناسایی و آنالیز فازی این پودرها توسط دستگاه اشعه ایکس انجام گرفته است. ترکیب lifepo4 با ساختار الوین از نوع اورتورمبیک با گروه فضایی pnmaمشخص شد. داده های ftir نیز با نتایج xrd مطابقت دارد. بررسی مورفولوژی ذرات توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) نشان داد که ذرات بصورت بسیار ریز در مقیاس نانو سنتز شده اند و نتایج بدست آمده از tga نیز نشان می دهد که مواد سنتز شده پایدار حرارتی هستند.