SCOPUS
SCIE
Structural and magnetic properties of lithium cathode materials Li<sub>x</sub>Fe<sub>1/3</sub>Co<sub>1/3</sub>Ni<sub>1/3</sub>PO<sub>4</sub> (x=0, 1)
저자
Choi, Hyunkyung ; Kim, Hyung Joon ; Shim, In-Bo ; Lee, In Kyu ; Kim, Chul Sung
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2017
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
361-365(5쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>LiFe<SUB>1/3</SUB>Co<SUB>1/3</SUB>Ni<SUB>1/3</SUB>PO<SUB>4</SUB> and its fully deintercalated Fe<SUB>1/3</SUB>Co<SUB>1/3</SUB>Ni<SUB>1/3</SUB>PO<SUB>4</SUB> compounds were prepared by the vacuum-sealed solid state reaction method, and chemical-oxidation process with reaction of LiFe<SUB>1/3</SUB>Co<SUB>1/3</SUB>Ni<SUB>1/3</SUB>PO<SUB>4</SUB> and No<SUB>2</SUB>BF<SUB>4</SUB> in acetonitrile. The crystal structure of LiFe<SUB>1/3</SUB>Co<SUB>1/3</SUB>Ni<SUB>1/3</SUB>PO<SUB>4</SUB> is orthorhombic with the space group of <I>P</I>nma, which is same as Fe<SUB>1/3</SUB>Co<SUB>1/3</SUB>Ni<SUB>1/3</SUB>PO<SUB>4</SUB> during deintercalation. Temperature-dependent magnetization curves of Li<SUB>x</SUB>Fe<SUB>1/3</SUB>Co<SUB>1/3</SUB>Ni<SUB>1/3</SUB>PO<SUB>4</SUB> exhibit the enhancement of antiferromagnetic ordering due to the valence transition of transition metal ions with the increase in the Néel temperature from 35K for x=0 to 51K for x=1. The room-temperature Mössbauer spectra shows the valence transition with the LiFe<SUB>1/3</SUB>Co<SUB>1/3</SUB>Ni<SUB>1/3</SUB>PO<SUB>4</SUB> exhibiting Fe<SUP>2+</SUP> doublet whereas fully deintercalated Fe<SUB>1/3</SUB>Co<SUB>1/3</SUB>Ni<SUB>1/3</SUB>PO<SUB>4</SUB> showing one Fe<SUP>3+</SUP> doublet induced by the lithium ion diffusion. Experimental determined effective moment of Li<SUB>x</SUB>Fe<SUB>1/3</SUB>Co<SUB>1/3</SUB>Ni<SUB>1/3</SUB>PO<SUB>4</SUB> was found to be 5.63 <I>μ</I> <SUB>B</SUB> for x=0 and 6.95 <I>μ</I> <SUB>B</SUB> for x=1, which can be interpreted as incomplete absence of orbital contribution by crystal field around distorted MO<SUB>6</SUB> octahedron.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Li<SUB>x</SUB>Fe<SUB>1/3</SUB>Co<SUB>1/3</SUB>Ni<SUB>1/3</SUB>PO<SUB>4</SUB> (x=0, 1) material were synthesized via a solid state reaction method. </LI> <LI> Chemical delithiaition was performed by using NO<SUB>2</SUB>BF<SUB>4</SUB> oxidizing agent. </LI> <LI> The magnetic Néel temperatures of Li<SUB>x</SUB>Fe<SUB>1/3</SUB>Co<SUB>1/3</SUB>Ni<SUB>1/3</SUB>PO<SUB>4</SUB> were determined to be 51 for x=0 and 35K for x=1. </LI> <LI> The valence state of Fe ion can be provided the understanding of the charge/discharge mechanism for lithium-ion battery. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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