BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TÍCH ĐIỆN
CỦA CÁC PIN LITHIUM – ION VỚI
ANODE LÀM TỪ VẬT LIỆU SPINEL
CoXCu1-XFe2O4

SVTH: Nguyễn Thị Kim Ngân
MSSV: 18128039
GVHD: Ts. Trần Thị Nhung

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2022

TÓM TẮT
Nghiên cứu này báo cáo về sự tổng hợp và đặc tính của vật liệu CoFe2O4 pha tạp nguyên
tố Cu có dạng CoxCu1-xFe2O4 bằng phương pháp đồng kết tủa trong môi trường kiềm,
nhiệt độ 700C để “ Đánh giá khả năng tích điện của các pin Lithium – ion với anode làm
từ vật liệu spinel CoxCu1-xFe2O4”. Phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện và chi phí
thấp. Sau khi tổng hợp vật liệu, chúng tôi tiến hành khảo sát cấu trúc vật liệu qua các
phương pháp TGA, XRD, SEM, EDS và khảo sát các đặc tính điện hóa bằng các phương
pháp đo đường cong sạc/xả, dung lượng và hiệu suất Coulomb, đường cong CV, khả
năng sạc nhanh, phổ tổng trở EIS và khả năng khuếch tán của ion Li+.
Qua thí nghiệm khảo sát nhiệt độ nung, pH và tỷ lệ Co:Cu:Fe cho thấy vật liệu có nhiệt
độ nung 7500C, pH 8 và tỷ lệ Co:Cu:Fe là 0.8:0.2:2 (hay x = 0.8) phù hợp các tiêu chí
để tổng hợp vật liệu làm anode cho pin Li–ion.
Từ kết quả chụp SEM cho thấy vật liệu tổng hợp được có kích thước nanomet và đồng
đều (khoảng 50-60 nm). Kết quả XRD cho thấy các hạt vật liệu có mức độ tinh thể hóa
cao, tinh khiết.
Các khảo sát điện hóa đã phân tích dung lượng vật liệu được ứng dụng làm anode tích
trữ điện cao, khả năng sạc/xả thuận nghịch cao. Bên cạnh đó pin có tuổi thọ và khả năng
sạc nhanh tốt.
Sau khi đánh giá vật liệu, chúng tôi kết luận vật liệu spinel CoxCu1-xFe2O4 (x = 0.8) hay
vật liệu CoFe2O4 pha tạp nguyên tố Cu có khả năng tích trữ điện tốt hơn vật liệu CoFe2O4
ở cùng điều kiện tổng hợp.

i

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các Thầy Cô ngành công nghệ hóa
học và thực phẩm trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM và trường Đại học Duy
Tân đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện nghiên cứu này. Đặc biệt, tôi xin cảm ơn Thầy
Ts. Nguyễn Tuấn Lợi ( trường Đại học Duy Tân) và Cô Ts. Trần Thị Nhung (trường Đại
học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM) đã hỗ trợ tôi nhiệt tình về vật chất cũng như tinh thần
trong suốt quá trình vừa qua.
Bên cạnh đó, tôi cũng xin cảm ơn lãnh đạo nhà trường, các Thầy Cô phụ trách phòng
thí nghiệm tạo điều kiện cho tôi sử dụng cơ sở vật chất để hoàn thành nghiên cứu này.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã
...

...
ZnFe2O4 by in
situ transmission electron microscopy, Scientific reports, vol. 6, no. 1, pp. 1-9,
2016.
Y. Wu et al., Carbon anode materials for lithium ion batteries, Journal of power
sources, vol. 114, no. 2, pp. 228-236, 2003.
P. Roy and S. K. Srivastava, Nanostructured anode materials for lithium ion
batteries, Journal of Materials Chemistry A, vol. 3, no. 6, pp. 2454-2484, 2015.
L. Luo et al., High lithium electroactivity of electrospun CuFe2O4 nanofibers as
anode material for lithium-ion batteries, Electrochimica Acta, vol. 144, pp. 8591, 2014.
L. Möller et al., CoFe2O4 -filled carbon nanotubes as anode material for lithiumion batteries, Journal of Alloys and Compounds, vol. 834, p. 155018, 2020.
B. E. Warren, X-ray Diffraction. Courier Corporation, 1990.
B. J. Inkson, Scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron
microscopy (TEM) for materials characterization, in Materials characterization
using nondestructive evaluation (NDE) methods: Elsevier, 2016, pp. 17-43.
L. J. Allen et al., Chemical mapping at atomic resolution using energydispersive x-ray spectroscopy, MRS bulletin, vol. 37, no. 1, pp. 47-52, 2012.
N. Saadatkhah et al., Experimental methods in chemical engineering:
thermogravimetric analysis—TGA, The Canadian Journal of Chemical
Engineering, vol. 98, no. 1, pp. 34-43, 2020.
W. Choi et al., Modeling and applications of electrochemical impedance
spectroscopy (EIS) for lithium-ion batteries, Journal of Electrochemical Science
and Technology, vol. 11, no. 1, pp. 1-13, 2020.
A. Barai et al., A study on the impact of lithium-ion cell relaxation on
electrochemical impedance spectroscopy, Journal of Power Sources, vol. 280,
pp. 74-80, 2015.
T. L. Nguyen et al., Ni-Sn-based hybrid composite anodes for high-performance
lithium-ion batteries, Electrochimica Acta, vol. 278, pp. 25-32, 2018.

42

PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Kết quả dung lượng và hiệu suất Coulomb của 3 điện cực theo pH khi x =
0.9

Phụ lục 2: Kết quả dung lượng và hiệu suất Coulomb của 3 điện cực theo pH khi x =
0.8

43

Phụ lục 3: Kết quả dung lượng và hiệu suất Coulomb của 3 điện cực theo tỷ lệ ở pH
12

Phụ lục 4: Kết quả dung lượng và hiệu suất Coulomb của 3 điện cực theo tỷ lệ ở pH
10

44

Phụ lục 5: Kết quả xác định đường cong phóng/sạc ở 3 chu kỳ đầu tiên của điện cực tỷ
lệ 0.9:0.1:2 (a) pH 10, (b) pH 12

Phụ lục 6: Kết quả xác định đường cong phóng/sạc ở 3 chu kỳ đầu tiên của điện cực tỷ
lệ 0.8:0.2:2 (a) pH 12, (b) pH 10

45