Registro fonte: Síntese de LiNi0,8Co0,1Mn0,1O2 (NCM811) para aplicação em baterias de íons-lítio

Síntese de LiNi0,8Co0,1Mn0,1O2 (NCM811) para aplicação em baterias de íons-lítio

In order to promote innovative technologies and encourage the national market in the development of lithium-ion batteries, research into new cathodes and other inputs for batteries is institutionalized. In this context, material synthesis methods for the manufacture of the NCM811 cathode are already...

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Autor principal:	Leão, Beatriz
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2022
Assuntos:	Óxidos - Síntese Hidróxidos Precipitação (Química) Eletroquímica Oxides - Synthesis Hydroxides Precipitation (Chemistry) Electrochemistry CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::ELETROQUIMICA
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28279
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spelling	riut-1-282792022-05-06T06:07:56Z Síntese de LiNi0,8Co0,1Mn0,1O2 (NCM811) para aplicação em baterias de íons-lítio Leão, Beatriz Domingues, Roberta Carolina Pelissari Rizzo Grosso, Robson Lopes Domingues, Roberta Carolina Pelissari Rizzo Grosso, Robson Lopes Rodrigues, Paula Cristina Cruz, Carlos Marcus Gomes da Silva Óxidos - Síntese Hidróxidos Precipitação (Química) Eletroquímica Oxides - Synthesis Hydroxides Precipitation (Chemistry) Electrochemistry CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::ELETROQUIMICA In order to promote innovative technologies and encourage the national market in the development of lithium-ion batteries, research into new cathodes and other inputs for batteries is institutionalized. In this context, material synthesis methods for the manufacture of the NCM811 cathode are already established, such as syntheses by solid state reaction and co-precipitation. In order to establish new, low-cost and scalable synthesis routes, the objective of this work will be the synthesis of NCM811 via the polymeric precursor method, also known as Pechini, and hydroxide coprecipitation, in order to promote the formation of powders with high purity, good homogeneity and nanometric particles, as well as evaluating their electrochemical performance in lithium-ion batteries. The synthesis by the Pechini method consists in obtaining a polymeric system through the formation of chelate groups with metallic cations using citric acid, and in the esterification of these with ethylene glycol. This polymeric system is then calcined, allowing the obtaining of fine and homogeneous oxides. The co-precipitation of hydroxides enables the production of powders on a nanometric scale and of high purity through the precipitation of ionic species formed by the dissolution of solids from the cations of interest in a basic medium. The formed precipitate is washed, centrifuged, dried, deagglomerated in a mortar and calcined, giving rise to the desired oxide. Thus, the synthesis of NCM811 and the physicalchemical characterization of the synthesized material by scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy and X-ray diffraction were carried out in the laboratory of the SENAI Institute of Innovation in Electrochemistry and in the premises of the Federal Technological University of Paraná. Preparation of the suspension of NCM811 and assembly of the cell for electrochemical characterization were carried out. Electrochemical evaluation of the synthesized materials demonstrate appropriated capacity values for application in lithium-ion batteries. Com a finalidade de promover tecnologias inovadoras e incentivar o mercado nacional no desenvolvimento de baterias de íons-lítio institucionalizam-se pesquisas de novos cátodos e outros insumos para baterias. Nesse contexto, já são estabelecidos os métodos de síntese de materiais para a fabricação do cátodo NCM811 como as sínteses por reação em estado sólido e coprecipitação. Com o intuito de estabelecer novas rotas de síntese, de baixo custo e escalonável, o objetivo deste trabalho consistiu na síntese de NCM811 via método dos precursores poliméricos, também conhecido por Pechini, e coprecipitação de hidróxidos, a fim de promover a formação de pós com alta pureza, boa homogeneidade e partículas nanométricas, bem como, avaliar sua performance eletroquímica em baterias de íons-lítio. A síntese pelo método Pechini consiste na obtenção de um sistema polimérico através formação de grupos quelato com cátions metálicos utilizando ácido cítrico, e na esterificação destes com o etilenoglicol. Esse sistema polimérico é então calcinado permitindo a obtenção de óxidos de partículas finas e homogêneas. A coprecipitação de hidróxidos possibilita a produção de pós em escala nanométrica e de elevada pureza através da precipitação de espécies iônicas formadas pela dissolução de sólidos dos cátions de interesse em meio básico. O precipitado formado é lavado, centrifugado, seco, desaglomerado em almofariz e calcinado dando origem ao óxido almejado. Dessa forma, foram realizados no laboratório do Instituto Senai de Inovação em Eletroquímica e nas dependências da Universidade Tecnológica Federal do Paraná a síntese do NCM811 e a caracterização físico-química do material sintetizado por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por energia dispersiva e difração de raios-X. Foram realizadas a preparação da suspensão de NCM811 e montagem da célula para a caracterização eletroquímica. A partir da avaliação eletroquímica dos materiais sintetizados, foram encontrados valores de capacidade adequados para aplicações em baterias de íons-lítio. 2022-05-05T13:03:32Z 2027-05-05 2022-05-05T13:03:32Z 2021-12-06 bachelorThesis Leão, Beatriz. Síntese de LiNi0,8Co0,1Mn0,1O2 (NCM811) para aplicação em baterias de íons-lítio. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28279 por embargoedAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Bacharelado em Química UTFPR
institution	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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description	In order to promote innovative technologies and encourage the national market in the development of lithium-ion batteries, research into new cathodes and other inputs for batteries is institutionalized. In this context, material synthesis methods for the manufacture of the NCM811 cathode are already established, such as syntheses by solid state reaction and co-precipitation. In order to establish new, low-cost and scalable synthesis routes, the objective of this work will be the synthesis of NCM811 via the polymeric precursor method, also known as Pechini, and hydroxide coprecipitation, in order to promote the formation of powders with high purity, good homogeneity and nanometric particles, as well as evaluating their electrochemical performance in lithium-ion batteries. The synthesis by the Pechini method consists in obtaining a polymeric system through the formation of chelate groups with metallic cations using citric acid, and in the esterification of these with ethylene glycol. This polymeric system is then calcined, allowing the obtaining of fine and homogeneous oxides. The co-precipitation of hydroxides enables the production of powders on a nanometric scale and of high purity through the precipitation of ionic species formed by the dissolution of solids from the cations of interest in a basic medium. The formed precipitate is washed, centrifuged, dried, deagglomerated in a mortar and calcined, giving rise to the desired oxide. Thus, the synthesis of NCM811 and the physicalchemical characterization of the synthesized material by scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy and X-ray diffraction were carried out in the laboratory of the SENAI Institute of Innovation in Electrochemistry and in the premises of the Federal Technological University of Paraná. Preparation of the suspension of NCM811 and assembly of the cell for electrochemical characterization were carried out. Electrochemical evaluation of the synthesized materials demonstrate appropriated capacity values for application in lithium-ion batteries.
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