2021-08-16
La batteria agli ioni di litio (LIB) è stata utilizzata come dispositivo di stoccaggio dell'energia per l'elettronica portatile sin dagli anni '90.Questi sono ben noti come le fonti di alimentazione per i veicoli come i veicoli elettrici e i veicoli elettrici ibridiSia il LiCoO2 a strati, sia il LiNiO2 e lo spinel LiMn2O4 sono i materiali catodici più importanti a causa della loro elevata tensione di funzionamento a 4 V (Mizushima et al., 1980, Guyomard et al., 1994).Finora.Tuttavia, il LiCoO2 e il LiNiO2 presentano un problema legato al fading della capacità a causa dell'instabilità nel processo ricaricabile.Il cobalto è anche costoso e le sue risorse non sono sufficienti.Pertanto, il materiale catodico LiCoO2 non è adatto come LIB per EV e HEV.Il LiMn2O4 è considerato un materiale catodico promettente per il grande tipo LIB a causa dei loro vantaggi quali il basso costo, non tossicità e stabilità termica (Pegeng, et.al, 2006). 2004, Idemoto, et.al, 2004, Park, et.al, 2004). Il LiNi0,5Mn1,5O4 è stato notevolmente notato come materiale catodico ad alta densità di potenza con un potenziale attivo a 5 V.Il tipo stratificato LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2 ha mostrato proprietà catodiche di alto potenziale superioriQuesta ha una capacità ricaricabile di oltre 150 mAh/g a velocità più elevata e una stabilità termica più lieve, ma mostra una significativa diminuzione della capacità durante il lungo processo ricaricabile.il composto fosfato di tipo olivina è indicato come materiale alternativo per i catodiLiFePO4 e LiMnPO4 sono stati previsti come materiali di prossima generazione per grandi LIB a causa del loro basso costo, rispettoso dell'ambiente, elevata stabilità termica e prestazioni elettrochimiche.D'altra parte, l'anodo di tipo ossido come quello di tipo spinello Li4Ti5O12 è previsto come candidato per la sostituzione degli anodi di carbonio a causa di una maggiore sicurezza.LIB, costituito da catodo LiFePO4 e anodo Li4Ti5O12, offre un'elevata sicurezza e un lungo ciclo di vitaL'applicazione di HEV o alimentazione elettrica per il livellamento del carico nella generazione di energia eolica e nella generazione di energia solare.abbiamo sviluppato la tecnica di pirolisi a spruzzo come processo in aerosol per preparare polveri LiFePO4 e Li4Ti5O12 per LIBIn questo capitolo sono state descritte le proprietà elettrochimiche e di lavorazione della polvere dei materiali catodici LiFePO4 e Li4Ti5O12 mediante pirolisi a spruzzo.
La pirolisi a spruzzo è un processo versatile per la sintesi in polvere di materiali inorganici e metallici (Messing, et al., 1993, Dubois, et al., 1989, Pluym, et al., 1993).Un atomizzatore come quello ad ultrasuoni (Ishizawa), et.al, 1985) o un ugello a due fluidi (Roy, et.al, 1977) è spesso utilizzato per generare la nebbia.La nebbia è una goccia in cui i sali inorganici o il composto organico metallico sono sciolti in acqua o solvente organicoLe goccioline vengono essiccate e pirolizzate per formare ossidi o polveri metalliche a temperatura elevata.la distribuzione delle dimensioni e la morfologia delle particelle sono possibiliInoltre,le polveri fini di composizione omogenea possono essere facilmente ottenute perché il componente della soluzione di partenza è mantenuto nella nebbia derivata da un atomizzatore ad ultrasuoni o da un ugello a due fluidiOgni ione metallico si mescolava omogenee in ogni nebbia. Ogni nebbia svolgeva un ruolo di reattore chimico a microscala. Il tempo di produzione era molto breve (meno di 1 minuto).Nell'altro processo di soluzione tale idrotermicaIn questo caso, la preparazione delle polveri di ossido è stata spesso effettuata in poche ore.la fase di asciugatura e di cottura deve essere effettuata dopo la reazione chimica nella soluzioneLe polveri di ossido vengono ottenute in modo continuo senza questi passaggi nella pirolisi a spruzzo.è stato riferito che questo processo è efficace nelle polveri di ossido multicomponente come BaTiO3 (Ogihara, et.al, 1999) e polveri di leghe come Ag-Pd (Iida, et.al, 2001).
Recentemente, sono stati sviluppati tipi stratificati di ossidi di metalli di transizione del litio quali LiCoO2 (Ogihara, et.al 1993), LiNiO2 (Ogihara, et.al, 1998), LiNi0.5Mn1.5O4 (Park, et.al, 2004), LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 (Park, et.al,2004) e spinello di ossidi di metalli di transizione del litio quali LiMn2O4 (Aikiyo, et.al, 2001), utilizzati come materiali catodici per le batterie agli ioni di litio, sono stati anche sintetizzati mediante pirolisi a spruzzo.È stato dimostrato che questi materiali catodici derivati dalla pirolisi a spruzzo hanno mostrato eccellenti prestazioni di ricaricabilità.Ciò ha rivelato che le caratteristiche delle particelle quali la morfologia uniforme delle particelle, la distribuzione di dimensioni strette e la composizione chimica omogenea hanno portato a una maggiore capacità di ricarica.maggiore efficienza, lungo ciclo di vita e maggiore stabilità termica.
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