Od 1990 roku akumulatory litowo-jonowe (LIB) są stosowane jako urządzenia magazynujące energię w przenośnych urządzeniach elektronicznych.
Od 1990 roku akumulatory litowo-jonowe (LIB) są stosowane jako urządzenia magazynujące energię w przenośnych urządzeniach elektronicznych. Ostatnio są one dobrze znane jako źródła zasilania pojazdów, takich jak pojazdy elektryczne i hybrydowe pojazdy elektryczne. Zarówno typu warstwowego LiCoO2, LiNiO2, jak i typu spinelowego LiMn2O4 są najważniejszymi materiałami katodowymi ze względu na ich wysokie napięcie robocze przy 4 V (Mizushima i in., 1980, Guyomard i in., 1994). Do tej pory LiCoO2 był głównie używany jako materiał katodowy w komercyjnych LIB. Jednakże w przypadku LiCoO2 i LiNiO2 występuje problem związany ze spadkiem pojemności wynikającym z niestabilności procesu ładowania. Kobalt jest również drogi, a jego zasoby są niewystarczające. Dlatego materiał katody LiCoO2 nie nadaje się jako LIB dla pojazdów EV i HEV. Z drugiej strony LiMn2O4 jest uważany za obiecujący materiał katodowy dla dużych typów LIB ze względu na jego zalety, takie jak niski koszt, nietoksyczność i stabilność termiczna (Pegeng i in., 2006). Wiadomo było również, że substytut Ni typu LiMn2O4 (LiNi0,5Mn1,5O4) wykazywał zachowanie podczas ładowania przy napięciu około 5 V (Markovsky i in., 2004, Idemoto i in., 2004, Park i in., 2004). . LiNi0,5Mn1,5O4 został znacząco zauważony jako materiał katodowy o dużej gęstości mocy i potencjale aktywnym przy 5 V. Stwierdzono, że warstwowy LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2 wykazuje doskonałe właściwości katody o wysokim potencjale. Miał on pojemność wielokrotnego ładowania wynoszącą ponad 150 mAh/g przy większej szybkości i łagodniejszą stabilność termiczną, ale wykazuje znaczny spadek pojemności podczas długiego procesu ładowania. Ostatnio jako alternatywny materiał katodowy wskazano związek fosforanu typu oliwinu. Oczekiwano, że LiFePO4 i LiMnPO4 będą materiałami nowej generacji do dużych LIB ze względu na niski koszt, przyjazność dla środowiska, wysoką stabilność termiczną i wydajność elektrochemiczną. Z drugiej strony oczekuje się, że anoda typu tlenkowego, taka jak spinelowa Li4Ti5O12, będzie kandydatem do zastąpienia anod węglowych ze względu na większe bezpieczeństwo. LIB, który składa się z katody LiFePO4 i anody Li4Ti5O12, zapewnia wysokie bezpieczeństwo i długą żywotność. Dlatego też oczekuje się zastosowania HEV lub zasilacza do wyrównywania obciążenia w energetyce wiatrowej i słonecznej. Do tej pory opracowaliśmy technikę pirolizy natryskowej jako procesu aerozolowego w celu przygotowania proszków LiFePO4 i Li4Ti5O12 dla LIB. W tym rozdziale opisano przetwarzanie proszków oraz właściwości elektrochemiczne materiałów katodowych LiFePO4 i anodowych Li4Ti5O12 metodą pirolizy natryskowej.
Piroliza natryskowa jest wszechstronnym procesem dotyczącym syntezy proszków materiałów nieorganicznych i metalowych (Messing i in., 1993, Dubois i in., 1989, Pluym i in., 1993). Do wytworzenia mgły często stosuje się atomizer, taki jak ultradźwiękowy (Ishizawa i in., 1985) lub dysza dwupłynowa (Roy i in., 1977). Mgła ma postać kropelek, w których sole nieorganiczne lub związki organiczne metali są rozpuszczone w wodzie lub rozpuszczalniku organicznym. Kropelki wysuszono i poddano pirolizie z wytworzeniem tlenku lub proszków metali w podwyższonej temperaturze. Zaletami pirolizy natryskowej jest możliwość kontrolowania wielkości cząstek, rozkładu wielkości cząstek i morfologii. Ponadto można łatwo otrzymać drobne proszki o jednorodnym składzie, ponieważ składnik roztworu wyjściowego utrzymuje się we mgle pochodzącej z atomizera ultradźwiękowego lub dyszy dwupłynowej. Każdy jon metalu jednorodnie mieszał się w każdej mgle. Każda mgła pełni rolę reaktora chemicznego w mikroskali. Czas produkcji był bardzo krótki (poniżej 1 minuty). W drugim procesie roztworowym, takim jak hydrotermiczny, wytrącanie, hydroliza, proszki tlenkowe często przygotowywano przez kilka godzin. Ponadto procesy takie jak oddzielanie, suszenie i wypalanie należy przeprowadzić po reakcji chemicznej w roztworze. Proszki tlenków otrzymuje się w sposób ciągły bez tych etapów w pirolizie rozpyłowej. Jak dotąd donoszono, że proces ten jest skuteczny w przypadku wieloskładnikowych proszków tlenkowych, takich jak BaTiO3 (Ogihara i in., 1999) oraz proszków stopowych, takich jak Ag-Pd (Iida i in., 2001).
Ostatnio, warstwowe tlenki metali przejściowych litu, takie jak LiCoO2 (Ogihara i in. 1993), LiNiO2 (Ogihara i in., 1998), LiNi0,5Mn1,5O4 (Park i in., 2004),LiNi1/ Zsyntetyzowano także 3Mn1/3Co1/3O2 (Park i in., 2004) oraz tlenki metali przejściowych litu typu spinelowego, takie jak LiMn2O4 (Aikiyo i in., 2001), które są stosowane jako materiały katodowe w akumulatorach litowo-jonowych metodą pirolizy natryskowej. Było jasne, że te materiały katodowe pochodzące z pirolizy natryskowej wykazywały doskonałe właściwości przy ponownym ładowaniu. Ujawniło to, że cechy cząstek, takie jak jednolita morfologia cząstek, wąski rozkład wielkości i jednorodny skład chemiczny, prowadzą do wyższej pojemności ponownego ładowania, wyższej wydajności, długiego cyklu życia i wyższej stabilności termicznej.
Biuro : +86-0769-82260562
IPv6 obsługiwana sieć
Polski 
English
français
Deutsch
русский
italiano
español
日本語
Polski
svenska
