LMNCO اصلاح‌شده با اکسید گرافن و اکسید گرافن کاهش‌یافته: مطالعه‌ای مقایسه‌ای درباره‌ی پایداری ساختاری و عملکرد الکتروشیمیایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک و هوافضا، واحد تهران شرق، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

10.22128/ijcm.2026.3351.1052

چکیده

افزایش تقاضا برای باتری‌های لیتیوم-یون با چگالی انرژی بالا، توجه پژوهشگران را به اکسیدهای لایه‌ای غنی از لیتیوم به‌عنوان مواد کاتدی امیدبخش جلب کرده است. در این پژوهش، به‌منظور بهبود عملکرد الکتروشیمیایی، LMNCO با اکسید گرافن و اکسید گرافن کاهش‌یافته کامپوزیت شد. ویژگی‌های ساختاری و مورفولوژیکی نمونه‌ها با استفاده از پراش پرتو ایکس، طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی بررسی شدند. نتایج نشان داد که پوشش‌های GO و rGO موجب بهبود قابل توجه عملکرد الکتروشیمیایی شدند. در میان نمونه‌های تهیه‌شده، کاتد اصلاح‌شده با rGO بهترین عملکرد را نشان داد و ظرفیت دشارژ اولیه 279.4 میلی‌آمپرساعت بر گرم و بازده کولمبی اولیه 87.4٪ را در چرخه نخست ارائه کرد. این نتایج نشان می‌دهد که اصلاح سطح با مواد مبتنی بر گرافن، راهکاری مؤثر برای ارتقای پایداری الکتروشیمیایی و چگالی انرژی کاتدهای لایه‌ای غنی از لیتیوم است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Graphene oxide and Reduced Graphene oxide-modified LMNCO: A comparative study on structural stability and electrochemical performance

نویسندگان [English]

  • Boshra Ghanbari Shohany 1
  • Amirhassan Amiri 1
  • Reihane Etefagh 1
  • Nima Rasekh Saleh 2
1 Ferdowsi University of Mashhad, Department of Chemistry, Mashhad 9177948974, Iran.
2 Department of Mechanical and Aerospace Engineering, ET. C., Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The growing demand for high-energy-density lithium-ion batteries (LIBs) has increased interest in lithium-rich layered oxides (LLOs) as promising cathode materials. In this study, LMNCO was composited with graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (rGO) to enhance its electrochemical performance. The structural and morphological characteristics of the prepared samples were investigated using X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and field-emission scanning electron microscopy (FESEM). The results revealed that GO and rGO coatings expanded the lattice parameters and significantly improved the electrochemical performance of LMNCO. Among the prepared samples, the rGO-modified cathode exhibited the best electrochemical performance, delivering an initial discharge capacity of 279.4 mAh g⁻¹ and an initial coulombic efficiency of 87.4% in the first cycle. These findings demonstrate that surface modification with graphene-based materials is an effective strategy for enhancing the electrochemical stability and energy density of lithium-rich layered oxide cathodes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Lithium-ion batteries (LIBs)
  • Composite
  • Lithium-rich layered oxides (LLOs)
  • Graphene oxide (GO)
  • Reduced graphene oxide (rGO)

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 01 مرداد 1405
  • تاریخ دریافت: 23 خرداد 1405
  • تاریخ بازنگری: 27 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش: 01 مرداد 1405