새로운 산화 공동 침전 방법으로 합성된 층상 리튬 니켈 망간 산화물의 특성 및 리튬 삽입 전극 재료로서의 전기화학적 성능

리튬 니켈 망간 산화물, LiNi1-yMnyO2+δ, (0 ≤ y ≤ 0.5)은 새로운 용액 기술을 통해 준비되었다. 해당 혼합 니켈 망간 수산화물 전구체는 산화 공동 침전 방법으로 합성되었다. 리튬 하이드록사이드(LiOH) 존재 하의 후속 소성화는 부분적으로 무질서한 층상형 α-NaFeO2 구조를 가진 결정질 제품으로 이어진다. X선 광전자 분광 분석은 표면에서 리튬의 강한 농축을 나타냈다. 이들 물질을 리튬 이온 배터리의 양극으로서 전기화학적 성능을 소성화 온도와 망간 함량의 함수로 평가하였다. 700°C의 소성화 온도는 최상의 사이클 안정성을 가져왔다. 이 온도에서 충분히 높은 결정성을 달성하였고, 이는 이 "4 V" 물질의 사이클 안정성에 강한 영향을 미쳤다. 용액으로 준비된 순수 리튬 니켈 산화물, LiNiO2의 특정 전하 및 사이클 안정성은 낮았지만, 일부 니켈을 망간으로 대체함으로써 크게 향상되었다. 망간 함량이 증가함에 따라, 특정 전하는 약 1:1의 Ni:Mn 비율을 가진 물질에 대해 약 170 mAh g-1로 증가하였다. Ex situ 자기 감수성 측정 결과, 리튬의 탈삽입 동안 삼가 양이온 망간이 선호적으로 산화되며, 이 산화물에서 더 반응성이 높은 산화 환원 중심인 것으로 나타났다.