Syntéza perspektivních materiálů pro katody Li-ion akumulátorů s nízkým obsahem kobaltu

Abstract

Diplomová práce je zaměřena na katodové materiály se sníženým množstvím kobaltu. V teoretické části jsou porovnávány katodové materiály s kobaltem, se sníženým obsahem kobaltu a materiály s jeho nulovým množstvím. Materiály jsou porovnávány z hlediska teoretické specifické kapacity, běžně dosahovaných hodnot kapacity v rámci prvních cyklů experimentů, napětí vůči lithiu, gravimetrické hustoty energie a životnosti. Se zohledněním těchto kritérií byly následně vybrány vhodné perspektivní vysokonapěťové katodové materiály. Pro vybrané katodové materiály byly porovnávány jednotlivé možnosti syntézy, přičemž pro výzkum v rámci experimentální části diplomové práce byla vybrána spray-drying syntéza. V rámci práce je rovněž popsána příprava laboratorního zařízení sloužícího pro spray-drying syntézu včetně systému pro zachycování částic. Nadále byly realizované systematické experimenty s cílem optimalizovat vysokoteplotní proces kalcinace.The thesis is focused on cathode materials with low cobalt content. In the work, there is a comparison of cathodes with cobalt, low cobalt content, and without it. The materials are compared in terms of theoretical specific capacity, commonly achieved specific capacity within first cycles, energy density, and cycle life. Taking into account these criteria there have been selected perspective high voltage cathode materials. For selected cathode materials, various synthesis options were compared, with spray-drying synthesis chosen for the research conducted within the experimental part of the thesis. The thesis also describes the preparation of a laboratory apparatus for spray-drying synthesis, including a particle capture system. Furthermore, systematic experiments were carried out to optimize the high-temperature calcination process.