Abstract
High voltage cathode LiCoPO4 has been taken great interest for high power Li-ion batteries (LIBs). Though Co enhance the cyclability, capacity of materials, Co concentration should be reduced in electrode materials due to its high cost and toxic. In this work, the solvo-thermal reaction following by pyrolysis in inert Ar was investigated to synthesize the electrode materials LiFexCo1-xPO4 (0.1 <= x <= 0.5) for LIBs. The structure of the materials after calcinated at 600 oC, 700 oC and 800 oC was analyzed by X-ray diffraction (XRD). The results indicated that the olivine structure was obtained for all Fe contents, except for x = 0.5. At the content of 0.1 and 0.5, the intensity of impurity peaks in the samples increased with the pyrolysis temperature. Meanwhile, other samples did not display the obvious change of olivine structure. Electrochemical properties of the materials were evaluated via cyclic voltammetry (CV) and Galvanostatic charging-discharging. CV curves of the samples with Fe content of 0.2x0.4 all displayed high intensity and reversible redox peak of Co3+/Co2+ locating at 4.8 V and another peak of Fe3+/Fe2+ locating at 3.5 V. As the Fe content increased, the former peaks decreased while the latter increased due to the change of active species concentrations. Unfortunately, the specific capacities obtained for Fe-substituted materials were lower than the pristine material (70 mAh/g versus 120 mAh/g) and gradually declined during cycling. The results could be due to the electrolyte decomposition in the first charging. However, the sample with x = 0.1 exhibited the best performance with discharge capacity of 70 mAh/g and 73% capacity retention obtained after 25 cycles, which was better than the sample with x = 0.2 and unsubstituted sample.
Highlights
The results indicated that the olivine structure was obtained for all Fe contents, except for x = 0.5
Tran Đai Quang[1,2], Nguyen Van Hoang[1,2], Tran Van Man1,2,3,*, Le My Loan Phung[1,2,3]
Summary
Ảnh hưởng của nhiệt độ nung sau phản ứng thủy nhiệt đến cấu trúc của vật liệu điện cực LiFexCo1−xPO4/C (0,1 ≤ x ≤ 0,5) và đánh giá tính chất điện hóa của vật liệu trong bán pin Li-ion. Tính chất điện hóa của các mẫu với tỉ lệ 0 < x < 0,5 được đánh giá bằng phương pháp quét thế vòng tuần hoàn (CV) và phóng sạc với dòng cố định. Dung lượng của vật liệu thay thế Fe khá thấp, < 70 mAh/g so với mẫu không thay thế LiCoPO4 là 120 mAh/g và khả năng duy trì dung lượng tương đối thấp, nguyên nhân có thể do sự oxy hóa mạnh của chất điện giải ở vùng thế cao trong chu kỳ đầu tiên làm ảnh hưởng đến hiệu suất điện hóa của vật liệu. Đây là bài báo công bố mở được phát hành theo các điều khoản của the Creative Commons Attribution 4.0 International license
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have