1. পটভূমি
উচ্চ শক্তির ঘনত্বের কারণে লিথিয়াম ধাতব ব্যাটারিকে পরবর্তী প্রজন্মের ব্যাটারির জন্য আদর্শ প্রার্থী হিসেবে বিবেচনা করা হয়। লিথিয়াম-সমৃদ্ধ ম্যাঙ্গানিজ-ভিত্তিক অক্সাইড ক্যাথোড উপাদানগুলি অসাধারণভাবে উচ্চ তাত্ত্বিক ক্ষমতা এবং শক্তির ঘনত্ব প্রদান করে, কিন্তু বেশ কিছু চ্যালেঞ্জ তাদের বাণিজ্যিক প্রয়োগকে বাধা দেয়। এর মধ্যে রয়েছে: অপরিবর্তনীয় লিথিয়াম আয়ন ইন্টারক্যালেশন এবং প্রথম চক্রের সময় ডিইন্টারকেলেশন, যার ফলে উচ্চ অপরিবর্তনীয় ক্ষমতা; অবাঞ্ছিত পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া এবং অপরিবর্তনীয় কাঠামোগত পরিবর্তন, যার ফলে ক্ষমতা ক্ষয় হয়; সীমিত গতিবিদ্যা এবং সক্রিয় উপকরণ পরিবাহিতা, খারাপ হার কর্মক্ষমতা ফলে; এবং সাইকেল চালানোর সময় ক্রমাগত ভোল্টেজ বিলম্ব। এই সমস্যাগুলি সমাধানের জন্য, গবেষকরা লিথিয়াম-সমৃদ্ধ ম্যাঙ্গানিজ-ভিত্তিক ক্যাথোড উপাদানগুলির বৈদ্যুতিক রাসায়নিক কার্যকারিতা বাড়াতে উপাদান ডোপিং, পৃষ্ঠ আবরণ এবং কাঠামোগত পরিবর্তনের মতো পদ্ধতিগুলি তৈরি করেছেন৷ এই কাগজটি একটি অভিনব লিথিয়াম-সমৃদ্ধ ম্যাঙ্গানিজ-ভিত্তিক ক্যাথোড উপাদান, LRMZF তদন্ত করে, যা একটি ক্যাটেশন- এবং অ্যানিয়ন-কো-ডোপিং কৌশল ব্যবহার করে তার কর্মক্ষমতা উন্নত করতে।
2. পরীক্ষামূলক বিবরণ
এই কাগজটি LRMZF ক্যাথোড উপাদান প্রস্তুত করতে একটি সল-জেল পদ্ধতি ব্যবহার করেছে:
1. অগ্রদূত সমাধান প্রস্তুতি: লিথিয়াম নাইট্রেট (LiNO3), নিকেল নাইট্রেট (Ni(NO3)2·6H2O), কোবাল্ট নাইট্রেট (Co(NO3)2·6H2O), ম্যাঙ্গানিজ নাইট্রেট (Mn(NO3)2·4H2O), এবং জিরকোনিয়াম নাইট্রেট (জ়ারকোনিয়াম নাইট্রেট (জেডআরও 3) পানিতে দ্রবীভূত হয়) একটি ধাতু নাইট্রেট দ্রবণ গঠনের জন্য নির্দিষ্ট অনুপাত। হাইড্রোজেন ফ্লোরাইড (HF) দ্রবণটি ধীরে ধীরে ধাতব নাইট্রেট দ্রবণে ড্রপওয়াইজে যোগ করা হয়েছিল যখন pH নিয়ন্ত্রণ করে একটি সল তৈরি করা হয়েছিল। দ্রবণকে তাপ- উচ্চ তাপমাত্রায় চিকিত্সা করে জেল তৈরি করা হয়েছিল।
2. উপাদান ক্যালসিনেশন: LRMZF ক্যাথোড উপাদান প্রাপ্ত করার জন্য জেলটিকে একটি মাফল ফার্নেসে উচ্চ তাপমাত্রায় ক্যালসিন করা হয়েছিল।
3. উপাদান ধোয়া এবং শুকানো: অমেধ্য অপসারণ করার জন্য ক্যালসাইনযুক্ত উপাদান ডিওনাইজড জল এবং ইথানল দিয়ে ধুয়ে ফেলা হয়েছিল। চূড়ান্ত এলআরএমজেডএফ ক্যাথোড উপাদান পাওয়ার জন্য ধোয়া উপাদানটি শুকানোর ওভেনে শুকানো হয়েছিল।