在此研究中，我們以溶膠凝膠法來製作不同鈷離子含量的陰極材料LiMn2-xCoxO4(x=0, 0.1, 0.15, 0.2, 0.3)，以X-ray diffraction鑑定其結構。除了其電化學特性外，使用電化學交流阻抗光譜法(electrochemical impedance spectroscopy, EIS)估算不同充電深度時的電子傳遞與電化學動力參數。

使用溶膠-凝膠法製作LiMn2-xCoxO4的前驅物，此前驅物在12小時750℃燒結的條件下燒結成產物，隨著鈷添加量的增加，可改善LiMn2O4電容量遞減的情形。比一般使用solid-state製作的尖晶石LiMn2-xCoxO4，在時間、成本及效率上都有極大的優勢。

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壹、緒論. ……………………………………………................ ..1
一、前言..............………………………………………………....1
二、電極材料及電解液發展狀況之簡介.....………………… ..3
1、陰極材料...............…………………………………………….3
(1) LiCoO2........…………………..……………………….........3
(2) LiNiO2................………..…………………………………..4
(3) LiMn2O4………………..…………………………...............4
2、陽極材料……………………………………………................5
3、電解液...............…………………………………………….....6
三、陰極材料合成方法簡介……………………………..............9
四、交流阻抗光譜法…...……….…….………………….....… 10
五、Li/LiMn2O4的電化學反應與特性………………………. 12
六、研究目的………………………………………………… 15
貳、實驗…………………………………...………................. 17
一、藥品及試劑.....…….………..………..………………....... 17
二、陰極材料之合成步驟….....……………………………..….18
三、材料鑑定分析－X光粉末繞射分析……….……………...18
四、電解液配製方式.......……………………………………….20
五、陰極材料中金屬離子比例的測量...………………………20
六、電化學特性測量........…….....…..................……..………...21
七、儀器裝置...…………………………………………........... 22
1. 循環伏安偵測系統與交流阻抗偵測系統……………….... 22
2. 電池充放電系統.………………………………….........…... 22
3. 電池裝置...………………………………………….............. 23
參、結果與討論……………………………………….............. 25
一、尖晶LiMn2-xCoxO4結構特性.....………………………… 25
二、陰極材料中陽離子的比例........…………………..…….. 30
三、電化學特性..………………………………………........... 31
四、交流阻抗的研究…………………………………............. 40
1.理想交流阻抗光譜......…….………………………………... 40
(1) 電荷傳遞動力學參數的決定......……………...………….. 40
(2) 質量傳遞參數的決定...........………………………………. 42
肆、總結…………………………………………..................... 54
伍、參考資料………………………………………................. 55
附錄A：晶格常數外插計算法.......…………………………... 58
附錄B：充放電線路的測試.........……………………………. 59

伍、參考資料：

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