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脉冲激光沉积制备的HT-LiCoO2薄膜中Li离子表观扩散的研究
  • ISSN号:0412-1961
  • 期刊名称:《金属学报》
  • 时间:0
  • 分类:O484.4[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]华南理工大学机械工程学院,广州510641, [2]香港城市大学物理与材料科学系,香港
  • 相关基金:教育部长江学者与创新团队发展计划项目IRT0551和广东省自然科学基金团队项目资助
中文摘要:

采用脉冲激光沉积(PLD)方法在镀Pt的Si衬底上制备了LiCoO2薄膜,运用XRD、Raman光谱、SEM和循环伏安等方法对其结构与电化学性能进行表征,在此基础上着重采用电位间歇滴定技术(PITT)对其Li离子表观扩散进行了分析.结果表明,600℃制备的LiCoO2薄膜为HT-LiCoO2相,呈柱状晶结构,平均晶粒尺寸在100nm以下,结晶度高,并且具有明显的[001]择优取向.但少量缺Li.伏安循环曲线表明,该LiCoO2薄膜具有良好的电化学可逆性.但只在3.9V(vs Li/Li^+)附近出现一对氧化还原峰.PITT测试表明,PLD方法制备的HT-LiCoO2薄膜的Li离子扩散系数在10^-8—10^-9cm^2/s,与其它方法(如射频磁控溅射)制备的HT-LiCoO2薄膜相比,扩散系数高1—2个数量级;并且PLD方法制备的HT-LiCoO2薄膜中Li离子扩散系数与相变有关,在两相共存区,由于相界钉扎的作用,Li离子扩散系数比其它区域小1—2个数量级.

英文摘要:

The structure of LiCoO2 films prepared with the pulsed laser deposition (PLD) method was characterized by XRD, Raman spectroscopy and SEM, and their electrochemical properties were evaluated with cyclic voltammetry (CV). Results showed that the LiCoO2 films deposited at 600 ℃ have a well-crystallized columnar HT-LiCoO2 structure with the average grain size less than 100 nm and a strong [001] preferred orientation, while these films contain trace amount of Co304. CV tests indicated that the HT-LiCoO2 films have good electrochemical reversibility but only a pair of redox peaks near 3.9 V (vs Li) were observed in the cyclic voltammograms. Potentiostatic intermittent titration technique (PITT) measurements revealed that the lithium ion diffusion coefficient of the HT- LiCoO2 films can reach 10^-8--10^-9 cm^2/s, 1--2 orders of magnitude faster than those prepared by other methods including R.F. magnetron sputtering and, in the voltage range between 3.85--3.95 V (vs Li) the diffusion coefficient was 1--2 orders of magnitude lower than other voltage ranges. The former should be ascribed to the grain refinement of PLD-deposited HT-LiCoO2 films and existence of many voids, while the later may be due to the hindrance arising from phase boundary movement.

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期刊信息
  • 《金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学协术协会
  • 主办单位:中国金属学会
  • 主编:柯俊
  • 地址:沈阳文化路72号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:shxiao@imr.ac.cn
  • 电话:024-23971286
  • 国际标准刊号:ISSN:0412-1961
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1139/TG
  • 邮发代号:2-361
  • 获奖情况:
  • 第一、二届全国优秀科技期刊评比一等奖,第一、二、三届国家期刊奖,国家期刊方阵"双高"期刊,第一、二、三届中国科学院科技期刊评比一等奖,中国科学院优秀期刊特别奖,第一、二、三、五届中国科协优秀科技期刊评比一等奖,中国科协精品期刊工程A类、B类,第一、二、三、四、五届中国百种杰出学术期刊,首届出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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