Akademik Veri Yönetim Sistemi
SAVUNMA SANAYİ SEMPOZYUMU VE SERGİSİ-2022, Kayseri, Türkiye, 13 - 15 Ekim 2022, ss.38-42
Spinel LiMn2O4 bileşiği tabakalı yapıya sahip LiCoO2 ve LiNiO2 bileşikleriyle kıyaslandığında, bol bulunan,
ucuz, çevre dostu ve üretimi daha kolay olan bir katot aktif maddedir. Ancak spinel LiMn2O4, Jahn-Teller etkisi
ve manganın elektrolitte çözünmesi nedeniyle şarj/deşarj sırasında kapasite kaybına uğramaktadır. Bu çalışmada
anaç bileşik LiMn2O4 kapasite kaybını önlemek için Cu ile kaplandı. Sentezlenen spinel bileşikler elementel
analiz, X-ışınları toz kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskopu (SEM) ile karakterize edildi. Yüzey
kaplamanın spinel LiMn2O4 bileşiğinin şarj/deşarj döngü performansına etkisi 1 C (148 mA g-1) akım
yoğunluğunda ve 3.5 - 4.5 V aralığında incelendi. Elektrokimyasal sonuçlara göre, Cu metali kaplanmış katot
aktif maddenin kapasite kaybının azaldığı buna karşın başlangıç kapasitesinin düştüğü bulundu. Anaç bileşik
LiMn2O4, 1 C (148 mA g-1) akım yoğunluğu ve 25 şarj/deşarj döngüsünde, %19.7 kapasite kaybına uğrarken
aynı şartlarda, Cu kaplanmış katot aktif madde ise %4.7 gibi düşük kapasite kaybına uğramaktadır. Bu sonuç,
LiMn2O4 bileşiğini lityum iyon piller için ilgi çekici yapmaktadır.
Compared with layered LiCoO2 and LiNiO2 intercalation compounds, spinel LiMn2O4 has the advantages of
naturally abundant, low cost, less toxic and facile preparation, and has attracted great attentions as an alternative
positive electrode material for lithium ion batteries. However, the capacity of spinel LiMn2O4 fades rapidly on
charge-dicharge cycling due to Jahn–Teller distortion and manganese dissolution into electrolyte. In the present
work, spinel LiMn2O4 is coated with Cu metal to improve the cycling performance. The spinel materials are
characterized by elemental analysis, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The
effect of the cation-substituting and surface coating on the charge-discharge cycling performance of the spinel
LiMn2O4 is investigated in the range of 3.5 - 4.5 V at 1 C (148mA g-1). The electrochemical results indicate that
Cu metal coating lead to decrease of the initial capacity but improve the cycling performance. Cu coated
LiMn2O4 shows a low capacity loss of 4.7%, per 25 cycles at 1 C-rate (148mA g-1), as compared to 19.7% for
pristine LiMn2O4. This advantage make LiMn2O4 attractive particularly for lithium ion battery applications.