Znanstvenici IRB-a razvili novu, bolju i stabilniju elektrodu za Li-ionske baterije
Znanstvenici Instituta Ruđer Bošković, dr. sc. Jasminka Popović (kao corresponding autor) i doc. dr. Igor Đerđ u suradnji s kolegama s Fizičkog odsjeka, Prirodoslovno-matematičkog fakulteta (Mirjana Bijelić i doc. dr. sc. Željko Skoko) te kolegama s Department of Physics, University of Hong Kong, objavili su rad 'Long cycle life of CoMn2O4 lithium ion battery anodes with high crystallinity'.
Rad je objavljen u Journal of Materials Chemistry A, prestižnom časopisu uglednog britanskog izdavača Royal Society of Chemistry.
Journal of Materials Chemistry (IF 7.44) zbog izuzetnog interesa znanstvenika, 2013. godine podijeljen je u tri sekcije, A, B i C pri čemu sekcija A obuhvaća radove od posebnog značaja za područje razvoja pohrane i pretvorbe energije.
Uzorci CoMn2O4 različitih strukturnih i morfološki značajki priređeni su efikasnom niskotemperaturnom precipitacijskom metodom.
Strukturne promjene u CoMn2O4 materijalu (općenitog spinelnog tipa AB2O4), inducirane različitim temperaturama termičke obrade, detaljno su izučavane pomoće rentgenske difrakcije u polikristalu (XRPD) i Ramanove spektroskopije visoke razlučivosti. S porastom temperature dolazi do ekspanzije AO4 tetraedara uslijed substitucije manjeg kationa Co2+ s većim kationom Mn2+ dok se BO6 oktaedar smanjuje kao posljedica djelomične okupacije B-položaja spinelne strukture s manjim Co3+ kationima na račun transferiranih Mn kationa s položaja B na položaj A.
Pored strukturnih značajki, jednostavnom manipulacijom sintetskih uvjeta (koncentracija NaOH i temperatura termičke obrade) moguće se dizajnirati i mikrostukturna svojstva priređenih materijala; veličinu čestica moguće je postići u rasponu od 100 nm do 6 μm.
Najveće inicijalne vrijednosti kapaciteta postignuta su za uzorak s najvećem veličinom čestica što je u suprotnosti s općepoznatnom pretpostvakom da nanostrukturniranje materijala dovodi do poboljšanja elektrokemijskih svojstava. Korelacija između veličine čestica i kapaciteta održala sam čak i nakon 1000 ciklusa punjenja/pražnjenja litijske ionske baterije. Impresivno elektrokemijsko ponašanje i stabilnost CoMn2O4 postignuto je za termički tretiran na 500 oC koji je nakon čak 1000 ciklusa punjenja/pražnjenja održao 104% vrijednosti kapaciteta (u odnosu na 2 ciklus).
