Sociedade Brasileira de Química (SBQ)

36a

Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química

Estudo micro estrutural do LiCoO2 obtido pelo método sol-gel assistido pelo amido.

José Márcio Siqueira Júnior1,2

(PQ)*, Jackson Antônio Lamounier Camargos Resende1 (PQ),

Francisco Manoel dos Santos Garrido2 (PQ)

*jmsj@vm.uffj.br 1- Instituto de Química, Universidade Federal Fluminense, Campus do Valonguinho, Centro, CEP 24020-005, Niterói, RJ, Brasil 2- Instituto de Química - UFRJ, Av. Athos da Silveira Ramos,19, Centro de Tecnologia, Bloco A, sala 632. CEP 21949-909, Cidade Universitária, Rio de Janeiro, RJ, Brasil Palavras Chave: refinamento Rietveld, baterias de lítio, equação Scherrer, Williamson-Hall.

Introdução Óxidos LixCoO2 têm servido como materiais para

catodo em baterias secundárias de Li devido à sua alta voltagem de saída e alta energia específica1.

Figura1. Modelo esquemático estrutural do LiCoO2,

mostrando o plano hkl {003}. As larguras dos picos de difração de raios X de amostras policristalinas estão intrinsicamente relacionadas com a microdeformação e com o tamanho dos cristalitos e geralmente são negligenciados. Uma técnica que auxilia na estimativa de micro-deformação, tamanho de cristalito e grau de homogeneidade é o gráfico Williamson-Hall. O objetivo deste trabalho consiste na análise micro estrutural por meio do gráfico Williamson-Hall para o sólido policristalino de LiCoO2 obtido após tratamento térmico a 750°C e caracterizados pela técnica de difração de raios X no LNLS na linha XPD com 10,0 Kev de energia com passo de 0,02° como descrito anteriormente2.

Resultados e Discussão A partir dos dados de saída do programa GSAS3,

usado para o refinamento Rietveld, elaborou-se uma planilha com os dados de largura a meia altura, e a partir desta, calculou-se o tamanho dos cristalitos pela equação de Scherrer, corrigindo-a devido aos efeitos instrumentais (padrão LaB6) e aos de tamanho e microdeformação, usando a metodologia descrita por Gonçalves et al.

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O gráfico Williamson-Hall obtido para a família de planos 00l da amostra é apresentado na figura 2 e a partir deste se obtêm o tamanho de cristalito, pelo intercepto da curva, e a microdeformação, pela inclinação da mesma. Os resultados são apresentados na Tabela 1.

Figura 2. Gráfico Williamson-Hall para família de planos 00l do LiCoO2 tratado a 750°C. Tabela 1. Tamanhos médios de cristalitos para família de planos {00l} obtidos pelas equações de Scherrer, Scherrer corrigida, Williamson-Hall e microdeformação (ε).

Conclusões O LiCoO2 tratado a 750°C mostra-se homogêneo em relação a família de planos 00l e fazendo-se a correção da equação de Scherrer, levando em consideração os efeitos da microdeformação e do tamanho, os valores de tamanho de microcristalito obtidos por Scherrer e Williamson-Hall tendem a convergir.

Agradecimentos Laboratório Nacional Luz Síncroton (LNLS).

_________________ 1 Bueno,P.R, Pesquero, N. C., Ferreira, F. F., Santiago, E. I., Varela, J. A., Longo

E. “Voltage−Composition Profile and Synchrotron X-ray Structural Analysis of Low and High Temperature LixCoO2 Host Material” J. Phys Chem C, 112, 14655 (2008). 2 Silva, A. C. ; Resende, J.A.L.C. ; Siqueira Jr, J.M. ; Garrido, F. M. S. “ Análise de LiCoO2 obtido pelo método sol-gel por DRX”. In: 19a Reunião Anual da ABCr, 2009, Belo Horizonte. Livro de Resumos V. Único. 3 Larson, A. C.; Von Dreele, R. B. General structure analysis system (GSAS). Los Alamos: National Laboratory, 2001 4 Gonçalves, N.Z., Carvalho, J.A., Lima,Z.M. , Sasaki, J.M. “Size–strain study of NiO nanoparticles by X-ray powder diffraction line broadening” Mater Lett. 72, 36 (2012).

Família de

planos {00l}

Tamanho (Scherrer)

nm

Scherrer corrigida

nm

Tamanho WH nm

Microdeformação ε

{003} 54,1 ± 1,8 63,4

{006} 48,9 ± 1,6 66,6

{009} 42,5 ± 1,2 65,1 65,3 0,00064 ± 0,0001 {0012} 38,9 ± 1,0 67,5

{0015} 34,1 ± 0,8 63,7