Li-ion batteries offers a clean, efficient and sustainable technology for energy storage. They have become the key components of modern portable electronics. Li-ion battery system provide many advantages over traditional battery systems including higher efficiency, energy density, power density, safety and lighter in weight. On the other hand there are certain limitation associated with them which limit their use such as (1) worse performance at elevated temperatures, (2) they are expensive to produce, (3) aging is required, and (4) limitation in the choice for electrode materials. The energy density of the battery system the product of its potential and capacity, and is mainly governed by the potential and capacity of cathode material. Therefore the cathode materials are one of the limiting factors in the battery performance. To develop high performance Li-ion batteries, new cathode materials with higher voltage and higher capacities must be developed in order to get higher energy density batteries. LiNi0.5Mn1.5O4 is one of the potential high voltage cathode material due to flat voltage plateau at around 4.7V and moderate capacity of around 147mAh g-1. But high voltage spinel LNMO shows worse performance at elevated temperature.
Here the ordered and disordered LiNi0.5Mn1.5O4 was synthesized using sol-gel combined solid state synthesis technique for use as a high power cathode in rechargeable Li-ion batteries. The micron sized disordered LiNi0.5Mn1.5O4 showed better electrochemical performance especially at higher C-rates mainly due the presence of Mn3+. The effect of SiO2 addition in disordered LiNi0.5Mn1.5O4 was also studied. The results show that the SiO2 addition has positive effect on the electrochemical performance of LNMO. SiO2 added LNMO show better rate capability performance as well as better elevated temperature (55℃) cycleability as compared to standard LNMO. Amongst all, 1wt. % SiO2-LNMO gave the best electrochemical performance with discharge capacity of about 95 mAh g-1 and 80 mAh g-1 at 100C and 120C respectively. It also show excellent elevated temperature (55℃) cycleability at 40C showing excellent capacity retention up to 100 cycles where as standard LNMO undergoes severe capacity fading and could retain only 40% of its initial discharge capacity.
리튬 이온 전지는 전지는 에너지 에너지 저장을 저장을 위해 깨끗하고 깨끗하고 효율적이고 효율적이고 지속 가능한 가능한 기술을 제공 한다 . 이는 현대 의 휴대용 휴대용 전자 기기의 주요한 요소 이다. 리튬 이온 전지 시스템은 시스템은 고효율 , 에너지 밀도 , 전 력 밀도 , 안전성과 안전성과 경량화를 경량화를 경량화를 포함하여 전통적인 전통적인 전지 시스템 에 비해 많은 장점을 장점을 제공한다 제공한다 . 다른 한편으로 , 이러한 이러한 리튬 이온 전지는 전지는 사용하는데 사용하는데 있어서 있어서 (1) 높은 온도에서의 온도에서의 나쁜 성능 (2) 생산 비용 (3) 안정화 안정화 (4) 전극 재료 선택의 선택의 제한 등과 같은 특정한 한계점을 한계점을 가진다 . 배터리 배터리 시스템의 시스템의 에너지 밀도는 밀도는 주로 양극 재료의 재료의 전위와 전위와 용량 에 의해 지배 된다 . 따라서 , 양극 재료는 전지 성능 제한 요인 중 하나입니다 하나입니다 . 더 높은 에너지 에너지 밀도를 가지는 고성능 리튬 이온 배터리를 배터리를 개발하기 개발하기 위해 높은 전압과 전압과 높은 용량 을 가진 새로운 새로운 양극 재료를 개발되어야 개발되어야 한다 . LiNi. LiNi. LiNi . LiNi. LiNi0.5 Mn 1.5 O4은 약 147mAh g 147mAh g 147mAh g147mAh g 147mAh g-1의 적정한 적정한 용량과 용량과 4.7V 4.7V 근처에서 근처에서 플랫 전압 평탄 구역 을 가지는 가지는 잠재적인 고전압 고전압 양 극 재료 의 하나이다 하나이다 . 그러나 고전압 스피넬 스피넬 LNMO 은 고온에서 더 나쁜 성능을 성능을 보여준다 .
Ordered & Disordered LiNiOrdered & Disordered LiNiOrdered & Disordered LiNi Ordered & Disordered LiNiOrdered & Disordered LiNi Ordered & Disordered LiNiOrdered & Disordered LiNiOrdered & Disordered LiNiOrdered & Disordered LiNiOrdered & Disordered LiNiOrdered & Disordered LiNiOrdered & Disordered LiNi Ordered & Disordered LiNiOrdered & Disordered LiNi Ordered & Disordered LiNiOrdered & Disordered LiNiOrdered & Disordered LiNi 0.5 Mn 1.5 O4는 고전압용 고전압용 리튬 이온 배터리 배터리 양극 소재로 소재로 사용하기 사용하기 위해 솔-젤 방법과 방법과 고상 합성법을 합성법을 합성법을 이용하여 이용하여 합성하였다 합성하였다 합성하였다 . 마이크론 크기의 크기의 disordered LNMO disordered LNMOdisordered LNMO disordered LNMO disordered LNMOdisordered LNMO disordered LNMO 는 Mn 3+ 의 존재로 인하여 인하여 높은 C-raterate 에서 더 좋은 전기화학적 전기화학적 성능을 나타내었다 나타내었다 . Disordered LNMO . Disordered LNMO . Disordered LNMO. Disordered LNMO . Disordered LNMO . Disordered LNMO . Disordered LNMO 에 첨가 된 SiO 2의 효과 또한 연구하였다 연구하였다 . SiO 2 첨가는 첨가는 LNMO LNMO의 전기화학적 전기화학적 성능에 긍정적인 긍정적인 효과를 효과를 가져 다 주는 것으로 것으로 본 연구를 통해 알 수 있다 . SiO 2가 첨가된 LNMOLNMO 는 표준 LNMO 와 비교하였을 비교하였을 비교하였을 때 고온 (55(55 ℃)에서 역시 더 나은 싸이클 싸이클 특성을 특성을 보여준다 보여준다 . 1wt . % . % SiOSiOSiO2-LNMO LNMO 은 100 ℃와 120120 ℃에 서 각각 약 95 mAh gmAh gmAh g mAh g-1, 80 mAh gmAh gmAh g mAh g-1의 방전 용량 을 가진 최고의 최고의 전기 화학적 성능을 주었다 . 또한 고온 (55(55 ℃)에서 40C 40C로 100 100싸이클 진행시 진행시 표준 LNMOLNMO LNMO는 심각한 용량 감퇴를 가지는 반면에 반면에 , 이는 초기 방전 용량의 용량의 40% 를 유지하고 있음을 있음을 보여 주었다 주었다 .
