Синтез та електрохімічні властивості твердих розчинів LiyM1-xCaxMnO3 (M = Pr, Eu)

Abstract

Нові Li-вмісні тверді розчини LiyM1-xCaxMnO3 (M = Pr та Eu) були синтезовані електрохімічним літіюванням керамік зі структурою перовскіту. Якісний та кількісний склад вихідних (до літіювання) та Li-вмісних керамік визначили методами скануючої електронної мікроскопії та енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії. Співвідношення між кількостями катіонів M/Ca/Mn в складі керамік було підтверджено рентгенівською флуоресцентної спектроскопією. Кристалічну структуру твердих розчинів M1-xCaxMnO3 до літіювання (структурний тип GdFeO3, просторова група Pnma, символ Пірсона oP20) та після літіювання (структура включення на основі типу GdFeO3) визначити та уточнили методом Рітвельда. Рентгенівський структурний аналіз вказав на збільшення параметрів елементарної комірки для Li-вмісних фаз. Присутність аморфного гало на дифрактограмах у випадку Eu- та Pr-вмісних зразків пояснюється побічними продуктами реакції взаємодії поверхні оксидних фаз та компонентів з електроліту. За умов експерименту (анод на основі металічного Li), кількість інтеркальованого літію зростає у ряду: Li0.084Eu0.5Ca0.5MnO3, Li0.113Pr0.5Ca0.5MnO3, Li0.134Pr0.7Ca0.3MnO3. Метод скануючої електронної мікроскопії показав утворення Li-вмісних агрегатів розміром 200-900 нм. Зерна фаз демонструють блокоподібну чи нерегулярну форми із розвиненою поверхнею морфології.