망간 셀렌화물은 충방전 주기 동안 거의 160% 팽창하지 않고 전극이 파손되지 않는다면 리튬 이온 배터리의 양극 재료로서 유망한 특성을 가질 것입니다.
이제 한국해양대학교의 연구원들은 MnSe의 팽창을 조절할 수 있는 3D 탄소 나노시트 매트릭스에 MnSe를 삽입하는 방법을 찾았습니다.
강준(Jun Kang) 엔지니어는 “우리는 첨단 리튬이온 배터리 양극의 가능한 후보로 높은 전기 전도성과 반도체 및 슈퍼커패시터 개발 적용 가능성으로 알려진 저렴한 전이금속 화합물인 망간 셀레나이드에 초점을 맞췄다”고 말했다.
그들은 팀에 의해 "손쉬운"이라고 기술된 졸-겔 및 셀레네이션 경로를 사용했습니다. 화학자는 '통나무에서 떨어지는 것과 같다'고 말합니다.
생성된 양극 물질은 탄소 나노시트 매트릭스(CNM)에 고정된 균일한 MnSe 나노입자를 가지며 'MnSe ⊂ 3DCNM'으로 명명되었습니다.
팽창을 길들이는 것 외에도 구조는 높은 표면적과 "완전한 리튬화 - 탈리튬화 반응, MnSe 나노입자의 우수한 전기화학적 동역학 및 완충액 부피 팽창으로 이어지는" 다른 이점을 가지고 있습니다(아래 참조). .
MnSe ⊂ 3DCNM-1.92라는 특정 변형은 단독 전극으로서 665.5사이클 후 200mAh/g의 안정적인 가역 용량과 100%에 가까운 지속 쿨롱 효율을 제공합니다.
LiMn과 결합2O4 전체 배터리의 음극에서 "팀은 MnSe ⊂ 3DCNM-1.92가 우수한 리튬 이온 및 전자 수송 동역학을 포함하여 우수한 전기화학적 특성을 계속해서 보여주고 있음을 관찰했습니다"라고 대학은 밝혔습니다.
강 교수는 “유도 필러 스캐폴드를 사용하여 배터리 성능을 높이는 동시에 가역적인 에너지 저장을 가능하게 하는 양극을 개발했습니다. "이 전략은 저장 시스템, 전기촉매 및 반도체에 적용되는 높은 표면적과 안정적인 나노구조를 가진 다른 전이 금속 셀렌화물에 대한 가이드 역할을 할 수 있습니다."
한국해양대학교는 부산대학교와 협력했습니다.
이 작업은 화학 공학 저널에 발표된 '리튬 저장 특성이 향상된 XNUMX차원 탄소 나노시트 매트릭스에 고정된 셀렌화 망간을 쉽게 합성'에 설명되어 있습니다.