The Effect of Synthesis Parameters on the Electrochemical Performance of Li4Ti5O12

Abstract

Spinel Li4Ti5O12, katı hal yöntemiyle sentezlenmiştir. Sentezlenen malzemelerin kristal boyutunu, partikül boyutunu, yüzey alanını, morfolojisini ve kristalliğini optimize etmek için lityum içeriği, Ti kaynağı ve öğütme gibi sentez parametrelerinin Li4Ti5O12'nin elektrokimyasal performansı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Fiziksel özellikler, X-ışını toz kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), N2 adsopsiyon/desorpsiyon ve iletkenlik ölçümleri ile belirlenmiştir. Elektrokimyasal özellikler, iletkenlik ve galvanostatik şarj-deşarj ölçümleri ile araştırılmıştır. Malzeme karakterizasyonu ve elektrokimyasal ölçümler, en iyi elektrokimyasal performansın Li/Ti molar oranı 4.25/5, bilyalı öğütme (BM) ve anataz TiO2 (A) başlangıç malzemesi olarak kullanılarak elde edilebileceğini göstermektedir. Bilyalı değirmen destekli katı hal yöntemiyle ve Ti kaynağı olarak anataz TiO2 kullanılarak elde edilen Li4.25Ti5O12 A-BM, en homojen morfolojiyi, en iyi kristal ve parçacık boyutlarını ve en yüksek yüzey alanını sergiler. En iyi performans gösteren Li4.25Ti5O12 A-BM, mükemmel şarj kapasitesi (141 mAh/g) ve düşük kapasite kaybı (30 şarj-deşarj döngüsünden sonra %3,6) ile 1 C akımda (1C=175 mAh.g) tatmin edici bir performans sunar.