Chia sẻ bài báo qua Email TỔNG HỢP VÀ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA VẬT LIỆU P2-Na1.0Li0.15Mn0.8Ni0.2O2 ỨNG DỤNG LÀM CATỐT CHO PIN NATRI-ION
Thông tin bài báo
Ngày nhận bài: 06/07/25 Ngày hoàn thiện: 26/11/25 Ngày đăng: 26/11/25Các tác giả
1. Nguyễn Văn Nghĩa, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội2. Nguyễn Văn Kỳ, Trường Đại học Kỹ thuật Lê Quý Đôn
3. Vũ Đình Lãm, Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
4. Nguyễn Thị Thu Hòa
, 1) Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, 2) Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Tóm tắt
Trong bài viết này, vật liệu Na1.0Li0.15Mn0.8Ni0.2O2 có cấu trúc kiểu P2 đã được tổng hợp thành công bằng phương pháp phản ứng trạng thái rắn. Đặc điểm cấu trúc và hình thái học của vật liệu Na1.0Li0.15Mn0.8Ni0.2O2 đã được phân tích toàn diện bằng phương pháp nhiễu xạ tia X, kính hiển vi điện tử quét và phổ tán sắc năng lượng. Vật liệu Na1.0Li0.15Mn0.8Ni0.2O2 đã được sử dụng để chế tạo pin đồng xu loại CR2032 và sau đó chúng được đánh giá về các đặc tính điện hóa. Kết quả cho thấy dung lượng sạc và xả ở chu kỳ đầu của vật liệu catốt Na1.0Li0.15Mn0.8Ni0.2O2 ở mật độ dòng điện 10 mA.g-1 trong dải điện áp từ 1,5 V đến 4,5 V, lần lượt là 127,29 mAh.g-1 và 114,11 mAh.g-1. Dung lượng vẫn duy trì được 57,2% dung lượng xả của chu kỳ đầu tiên. Kết quả này cho thấy vật liệu NLMN là một catốt có triển vọng đầy hứa hẹn để ứng dụng cho pin natri-ion.
Từ khóa
Toàn văn:
PDF (English)Tài liệu tham khảo
[1] M. H. Han, E. Gonzalo, M. Casas-Cabanas, and P. S. Rojo, "Structural evolution and electrochemistry of monoclinic NaNiO2 upon the first cycling process," Journal of Power Sources, vol. 258, pp. 266-271, 2014.
[2] Z. Zhu, H. Li, J. Liang, Z. Tao, and J. C. Chen, "The disodium salt of 2,5-dihydroxy-1, 4-benzoquinone as anode material for rechargeable sodium ion batteries," Chemical Communications, vol. 51, no. 8, pp. 1446-1448, 2015.
[3] T. TA et al., "Electrochemical performance of Na0.44MnO2 synthesized by hydrothermal method using as a cathode material for sodium ion batteries," Communications in Physics, vol. 27, no. 2, pp. 143-149, 2017.
[4] E. Hosono et al., "High power Na-ion rechargeable battery with single-crystalline Na0.44MnO2 nanowire electrode," Journal of Power Sources, vol. 217, pp. 43-46, 2012.
[5] F. Sauvage, L. Laffont, J.-M. Tarascon, and E. Baudrin, "Study of the insertion/deinsertion mechanism of sodium into Na0.44MnO2," Inorganic Chemistry, vol. 46, no. 8, pp. 3289-3294, 2007.
[6] J. Li et al., "P2–Type Na0.67Mn0.8Cu0.1Mg0.1O2 as a new cathode material for sodium-ion batteries: Insights of the synergetic effects of multi-metal substitution and electrolyte optimization," Journal of Power Sources, vol. 416, pp. 184-192, 2019.
[7] J.-Y. Li et al., "P2-type Na0.53MnO2 nanorods with superior rate capabilities as advanced cathode material for sodium ion batteries," Chemical Engineering Journal, vol. 316, pp. 499-505, 2017.
[8] Y. Sun, S. Guo, and H. Zhou, "Adverse effects of interlayer-gliding in layered transition-metal oxides on electrochemical sodium-ion storage," Energy & Environmental Science, vol. 12, no. 3, pp. 825-840, 2019.
[9] C. Delmas, J. Braconnier, C. Fouassier, and P. Hagenmuller, "Electrochemical intercalation of sodium in NaxCoO2 bronzes," Solid State Ionics, vol. 3, pp. 165-169, 1981.
[10] A. Caballero, L. Hernán, J. Morales, L. Sánchez, J. S. Peña, and M. J. Aranda, "Synthesis and characterization of high-temperature hexagonal P2-Na0.6 MnO2 and its electrochemical behaviour as cathode in sodium cells," Journal of Materials Chemistry, vol. 12, no. 4, pp. 1142-1147, 2002.
[11] L. Wang et al., "Unravelling the origin of irreversible capacity loss in NaNiO2 for high voltage sodium ion batteries," Nano Energy, vol. 34, pp. 215-223, 2017.
[12] H. Yu, M. Walsh, and X. J. Liang, "Improving the comprehensive performance of Na0.7MnO2 for sodium ion batteries by ZrO2 atomic layer deposition," ACS Applied Materials & Interfaces, vol. 13, no. 46, pp. 54884-54893, 2021.
[13] K. Tang et al., "High-performance P2-Type Fe/Mn-based oxide cathode materials for sodium-ion batteries," Electrochimica Acta, vol. 312, pp. 45-53, 2019.
[14] W. L. Pang et al., "P2-type Na2/3Mn1/2Co1/3Cu1/6O2 as advanced cathode material for sodium-ion batteries: electrochemical properties and electrode kinetics," Journal of Alloys and Compounds, vol. 790, pp. 1092-1100, 2019.
[15] L. Yang et al., "Structural aspects of P2‐type Na0.67Mn0.6Ni0.2Li0.2O2 (MNL) stabilization by lithium defects as a cathode material for sodium‐ion batteries," Advanced functional materials, vol. 31, no. 38, pp. 2102939- 2102967, 2021.
[16] T. T. H. Nguyen et al., "Facile synthesis of cobalt-doped sodium lithium manganese oxide with superior rate capability and excellent cycling performance for sodium-ion battery," Journal of Electroanalytical Chemistry, vol. 929, pp. 117129-117156, 2023.
[17] T. T. H. Nguyen et al., "Co and F co-doping to augmenting the electrochemical performance of P2-type sodium lithium manganese oxide for sodium ion battery," Journal of Electroanalytical Chemistry, vol. 972, pp. 118590 -118612, 2024.
[18] T. T. H. Nguyen et al., "Synthesis and electrochemical characteristics of zinc-doped sodium manganese oxide as a cathode material for sodium-ion batteries," Journal of Science and Technique-Section on Physics and Chemical Engineering, vol. 1, no. 01, pp. 30-39, 2023.
[19] A. Khatun, S. Sk, J. Pati, R. Dhaka, and S. Pandey, "Achieving high figure-of-merit in Nb-doped Na0.74CoO2 compound at high temperature region," arXiv preprint arXiv, 2019.
[20] Q. Huang and S.-J. Hwu, "Synthesis and characterization of three new layered phosphates, Na2MnP2O7, NaCsMnP2O7, and NaCsMn0.35Cu0.65P2O7," Inorganic Chemistry, vol. 37, no. 22, pp. 5869-5874, 1998.
[21] S. Kumakura, Y. Tahara, K. Kubota, K. Chihara, and S. Komaba, "Sodium and manganese stoichiometry of P2‐type Na2/3MnO2," Angewandte Chemie International Edition, vol. 55, no. 41, pp. 12760-12763, 2016.
[22] Q. Nguyen, T. V. Nguyen, T. M. Pham, and N. V. Nguyen, "Carbon coated NaLi0.2Mn0.8O2 as a superb cathode material for sodium ion batteries," Journal of Alloys and Compounds, vol. 866, pp. 158950-158962, 2021.
[23] N. V. To et al., "P2-type layered structure Na1.0Li0.2Mn0.7Ti0.1O2 as a superb electrochemical performance cathode material for sodium-ion batteries," Journal of Electroanalytical Chemistry, vol. 880, pp. 114834- 114849, 2021.
[24] T. V. Nguyen et al., "One-step solvothermal synthesis of mixed nickel–cobalt sulfides as high-performance supercapacitor electrode materials," Journal of Alloys and Compounds, vol. 831, pp. 154921-154933, 2020.
[25] K. Park, D. Han, J. Shon, S. G. Doo, and S. Lee, "Characterization of a thin, uniform coating on P2-type Na2/3Fe1/2Mn1/2O2 cathode material for sodium-ion batteries," RSC Advances, vol. 5, no. 9, pp. 6340-6344, 2015.
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.13181
Các bài báo tham chiếu
- Hiện tại không có bài báo tham chiếu