روش های بهینه سازی نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن به منظور افزایش طول عمر و ظرفیت باتری های لیتیوم یون

Abstract

نانوذرات اکسید آهن به دلیل عملکرد مغناطیسی و الکتریکی برتر خود، به طور گسترده در بسیاری از زمینه ها مانند کاتالیز، فعالیت الکتروشیمیایی، اثر مقاومت مغناطیسی و غیره مورد توجه قرار گرفته‌اند. از طرفی نیاز فوری در توسعه باتری های لیتیوم یون قابل شارژ (LIBs) با چگالی انرژی و چگالی توان بالا برای کاربرد در وسایل نقلیه الکتریکی و چالش‌هایی مانند ظرفیت پایین آند گرافیت تجاری مورد استفاده، باعث شده که به دنبال مواد آند جایگزین با نرخ شارژ/دشارژ بالاتر و ظرفیت برگشت پذیر و همچنین عمر چرخه طولانی، هزینه کم و توانایی تولید در مقیاس بزرگ باشیم. در این زمینه، اکسیدهای فلزات واسطه که دارای ظرفیت قابل توجهی بالاتر (بیش از 600 میلی آمپر ساعت بر گرم) نسبت به مواد آند تجاری فعلی (گرافیت) هستند، به طور گسترده به عنوان مواد آند با کارایی بالا LIB استفاده قرار گرفته اند. نانوذرات اکسید آهن با توجه به رسانایی الکترونیکی بالا (در مقایسه با سایر اکسیدهای فلزات واسطه)، ظرفیت خاص نظری بالا، ایمنی و توانایی آن برای جلوگیری از تشکیل دندریت های لیتیوم به عنوان یکی از مواد پیشنهادی برای مواد آند فعال برای باتری‌های لیتیوم یون (LIBs) مورد بررسی قرار گرفته است.