鋰離子電池材料鋰-錳-鈷氧化物之結構與磁性研究

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題名:	鋰離子電池材料鋰-錳-鈷氧化物之結構與磁性研究
作者:	楊仲準;Chun-Chuen Yang
貢獻者:	物理研究所
關鍵詞:	鋰離子電池;Lithium ion battery
日期:	2000-06-28
上傳時間:	2009-09-22 10:52:13 (UTC+8)
出版者:	國立中央大學圖書館
摘要:	本論文使用中子繞射，透過Rietveld結構精算法，分析樣品LiMn2O4於室溫下之晶體結構。結果顯示室溫時LiMn2O4屬於正方晶系中Fd m空間對稱的尖晶石結構。以相同方法分析於Mn原子位置摻雜20% Co之 Li(Mn/Co)2O4樣品，結果顯示室溫時此樣品為兩相共存，其中73%為正方晶系中Fd m空間對稱的Li(Mn1.81Co0.19)O4；而27%為長方晶系中具Fddd空間對稱的Li(Mn1.37Co0.63)O4。由結構分析顯示出Co的摻雜會破壞樣品結構的對稱性，造成此結構相的分離。針對樣品LiMn2O4的中子磁繞射實驗，在80 K到1.8 K之間發現三個米勒指標分別對應為{0 1 ½}、{0 1 1}、{1 1 0}的磁繞射峰出現。主要是來自於Mn3+離子間的反鐵磁排列造成的短程磁相關，在1.8 K時其相關長度大約為300Å；30 K以下的磁繞射譜圖亦發現一米勒指標為{1 1 1}之繞射峰，其主要來源為Mn4+離子間的鐵磁排列所造成短程磁相關，在1.8 K時相關長度大約為50Å。由於Mn3+之間較強的磁矩交換作用，故在磁有序參數實驗上發現Mn3+先於80K時克服熱擾動而開始自發磁相關，迄於40K時Mn4+才開始發生磁相關，形成Mn離子的兩階段磁相關現象。這些實驗顯示也了Mn3+離子和Mn4+離子並非均勻的交錯配置在空間中，而是各自形成區域性叢集的現象。在交流磁化率實驗上。三個Li(Mn/Co)2O4摻雜Co比例為0%、10%、20%的樣品，由300 K到1.8K以Curie-Weiss定律去擬合，發現依序分別在90K、150K、150K時脫離順磁態。對照中子磁有序參數實驗分析不含鈷的樣品可知，90K脫離順磁態的原因是由於Mn3+開始發生的反鐵磁相關造成。在30K附近，三個樣品都發現一隱沒的峰值，同樣對照中子磁有序參數實驗可知，其來源是Mn4+的鐵磁相關。而在118K處以及75K處，摻雜鈷10%、20%的樣品較無摻雜Co的樣品多出兩磁化率峰。由外加直流磁場的磁化率實驗，推論其可能來源為摻雜的鈷所造成的磁擾動。
顯示於類別:	[物理研究所] 博碩士論文

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