Шматок Ю. В. Вплив мікрохвильової дії на морфологію та електрохімічні характеристики Со- і Mn-вмісних електродних матеріалів для літій-іонних акумуляторів

Дисертаційна робота присвячена отриманню електродних матеріалів (Co3O4, LiCoO2 і LiMn2O4) для літій-іонних акумуляторів з використанням мікрохвильового (МХ) способу нагріву та дослідженню їх морфології, складу, структурних та електрохімічних характеристик. Шляхом зміни потужності МХ випромінювання та тривалості його дії індивідуально для кожного з матеріалів визначено оптимальні умови для піролізу твердофазних сумішей, отримання цитратних прекурсорів та їх подальшого піролізу. Знайдено, що тривалість відповідних стадій синтезу із застосуванням МХ нагріву є набагато коротшою, ніж за використання традиційного термічного нагріву. Показано, що в залежності від методу синтезу (МХ твердофазний або МХ цитратний) та вихідних речовин (карбонати, ацетати, оксиди, цитрати) електродні матеріали мають різну морфологію та розміри частинок. Отримані методом МХ твердофазного синтезу електродні матеріали складаються або з сильно агрегованих субмікронних частинок (Co3O4 та LiMn2O4), або з частинок розміром 1-10 мкм з низьким рівнем агрегації (LiCoO2). При застосуванні МХ цитратного методу частинки практично не агреговані, а їх розміри є меншими і варіюють від ~30 нм для Co3O4 і 50-120 нм для LiMn2O4 до 200-500 нм для LiCoO2. Електрохімічні випробування свідчать, що кращі електрохімічні характеристики, зокрема питома ємність, її стабільність при циклуванні та стійкість до розряду високими густинами струму, властиві електродним матеріалам, синтезованим за допомогою МХ цитратного методу, що пов’язано з їх порівняно меншими розмірами частинок та низькою агрегацією.