Физико-химические свойства слоистых кобальтитов ACoO2(A=Li,LixNa,)

• Автор: Семенова, Анна Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 175 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР: СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА КОБАЛЬТИТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ

1.1 Кристаллические структуры АМ02, где А - щелочной металл, М - 3(1-элемент

1.2 Кобальтит лития - ЬіСо02

1.2.1 Структура, варианты упорядочения, особенности синтеза

1.2.2 Электрические и магнитные свойства кобальтита лития

1.3 Кобальтит натрия ЫахСо02

1.4 Смешанный литий-натриевый кобальтит ЬіхНауСо02

1.5 Особенности функциональных свойств кобальтитов в системе Ы-Ыа-Со-О

1.5.1 Электрохимические свойства
1.5.2 Термоэлектрические свойства
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Синтез кобальтитов АСо02
2.1.1 Твердофазный синтез АСо02
2.1.2 Синтез ультрадисперсних образцов АСо02
2.2 Синтез метастабильных кобальтитов Аі_хСо02
2.2.1 Химическая деннтеркаляция хлором
2.2.2 Химическая деннтеркаляция разбавленной серной кислотой
2.3 Термический анализ
2.4 Структурные методы исследования: РФА, микроскопия
2.5 Спектроскопические методы исследования: ХАБ, ХЕБ, ИК, КР, ЯМР, ЭПР
2.6 Методика магнетохимического эксперимента
2.7 Методика измерения электрических свойств
ГЛАВА 3 ФОРМИРОВАНИЕ ФАЗ В СИСТЕМЕ У - № - Со - О И ИХ СТРУКТУРА

3.1 Образование кобальтитов АСо02 (А = Ы, Ыа, 1лхНау)
3.1.1 Образование кобальтита натрия
3.1.2 Образование кобальтита лития
3.1.3 Смешанный литий-натриевый кобальтит ЫхЫауСо02
3.1.4 Аттестация двойного литий-натриевого кобальтита Ых1ТауСо02
3.2 Атомное строение кобальтитов АС0О2 (А = Ы, Иа, ЫхЫау)
3.2.1 Кристаллохимическое моделирование структуры ЫхНауСо02
3.2.2 Структурные особенности кобальтитов по данным ИК- и КР-спектроскопии
3.2.3 Блочная структура 1ло.42^о.збСо02 по данным просвечивающей микроскопии
3.2.4 Анализ механизма разложения Подг^озбСоОг
ГЛАВА 4 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 1л1.хСо02
4.1 Особенности магнитной восприимчивости слоистых кобальтитов
4.1.1 Магнитная восприимчивость ЫСо02
4.1.2Магнитная восприимчивость деинтеркалированных кобальтитов Ы|.хСо02
4.2 Рентгеновская спектроскопия кобальтитов лития Ьц^СоОг
4.2.1 Структура валентной полосы кобальтитов лития 1л1_хСо02
4.2.2 Рентгеновские спектры поглощения Ы| хСо02
4.2.3 Температурная зависимость рентгеновских спектров поглощения

4.3 Переход полупроводник-металл в Ьц хСо02

4.3.1 Электрические свойства 1л1.хСо02
4.3.2 ЯМР 7Ы в Ы,.хСо02
4.4 Термическая устойчивость кобальтитов лития Ы|_хСо02
4.4.1 Термическое поведение НТ-Ы1 хСо02

4.4.2 Термическое поведение ЬТ-1л1.хСоСЬ
ГЛАВА 5 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДВОЙНОГО ЛИТИЙ-НАТРИЕВОГО КОБАЛЬТИТА ЫхНауСо02
5.1 Магнитная восприимчивость и рентгеновские абсорбционные спектры

двойного литий-натриевого кобальтита Lio42Na0 36Co02
5.2 Магнитная восприимчивость деинтеркалированного двойного литий-натриевого кобальтита Li^NaosöCoC^
5.3 ЯМР в двойном литий-натриевом кобальтите ЬцКауСо02
5.4 Электрические свойства двойного литий-натриевого кобальтита LixNayCo02
5.4.1 Электропроводность и термо-ЭДС Lio.42Nao.36Co02 в температурном интервале 70К - Tk„MU

5.4.2 Электропроводность и термо-ЭДС Ыо.42^ап.збСо02 в температурном интервале Ткомн- 500°С
5.5 Термическое поведение Li042Na036CoO2
5.6 Модификация свойств двойного кобальтита путем допирования Са2+
5.6.1 Синтез и аттестация структуры допированных образцов
5.6.2 Магнитные и электрические свойства ЫхЫауСаДЗоОз (Ca/Na = 0.05; 0.1).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Т (К)
Рисунок 1.21 — Температурные зависимости обратной магнитной
восприимчивости Ь1хЫауСо02. Вставка: х (Т) выбранных составов.
Как можно видеть, кривые хорошо описываются законом Кюри-Вейсса, однако при низких температурах появляется резкий перегиб, который авторы объясняют наличием магнитного перехода в данной температурной области.
1.5 Особенности функциональных свойств кобальтитов в системе 1л-№а-Со-
Благодаря своему слоистому строению и сочетанию физико-химических свойств кобальтиты лития и натрия представляют большой интерес как материалы для химических источников тока и термоэлектрических устройств [88, 89].
1.5.1 Электрохимические свойства
Кобальтит лития удовлетворяет многим требованиям, предъявляемым к катодным материалам, которые необходимы для успешной работы перезаряжаемых химических источников тока. Так, его потенциал по отношению к металлическому литию достаточно высок для того, чтобы обеспечить хорошие энергетические характеристики системы, и вместе с тем, не настолько высок, чтобы вызвать разложение электролита. Кроме того, извлечение лития до х = 0.7 сопровождается очень слабыми структурными изменениями в Ьц^СоОг. При