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Erschienen in: Journal of Materials Science 9/2013

01.05.2013

Post-doping via spray-drying: a novel sol–gel process for the batch synthesis of doped LiNi0.5Mn1.5O4 spinel material

verfasst von: Melanie Schroeder, Sven Glatthaar, Holger Geßwein, Volker Winkler, Michael Bruns, Torsten Scherer, Venkata Sai Kiran Chakravadhanula, Joachim R. Binder

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 9/2013

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Abstract

Powder granulation, Ti-doping and thermal post-treatment have beneficial effects on the electrochemical performance of 5 V LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) spinel materials. It is shown that spray-drying combined with a post-doping process step is suitable to prepare Ti-doped 5 V materials with a defined and highly reproducible microstructure and chemical composition. Powder granulation via spray-drying and thermal post-treatment provides spherical LNMO granules with nano-crystalline primary particles and a 10 % higher specific discharge capacity compared to pristine LNMO materials due to the presence of the partially ordered P4 3 32 spinel phase and the reduced Mn3+ content. Powder granulation combined with a post-doping process step which utilizes titanium containing sol leads to spherical LiNi0.5Mn1.47Ti0.03O4 granules with uniform nano-crystalline primary particles and a homogenous Ti distribution. The second calcination process after spray-drying as well as the Ti-doping cause a reduced content of the Li x Ni1−x O impurity phase. This facile sol–gel processing leads to doped LiNi0.5Mn1.47Ti0.03O4 with an increased discharge capacity of 18 % compared to the original material. All the granulated materials show a good rate performance up to 10 C due to their particular microstructure.

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Metadaten
Titel
Post-doping via spray-drying: a novel sol–gel process for the batch synthesis of doped LiNi0.5Mn1.5O4 spinel material
verfasst von
Melanie Schroeder
Sven Glatthaar
Holger Geßwein
Volker Winkler
Michael Bruns
Torsten Scherer
Venkata Sai Kiran Chakravadhanula
Joachim R. Binder
Publikationsdatum
01.05.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 9/2013
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-012-7127-2

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