Thanh bên bài viết
Số xuất bản:
2026: Bài chờ xuất bản chuyên san Khoa học Tự nhiên
Chuyên mục:
Khoa học Tự nhiên (Tiếng Việt)
Ngày xuất bản:
03/05/2026
Lượt xem
2
Lượt tải xuống
0
Trích dẫn bài báo
Ngô, T. M. D., Trần, N. T., Phan, A. H., Nguyễn, T. L., & Ngô, H. Đ. (2026). Tổng hợp vật liệu composite Fe2O3/CoFe2O4 với kích thước nano ứng dụng làm anode cho pin lithium – ion. Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp, Online First, 1-12. https://doi.org/10.52714/dthu.ns.2483.1881
Định dạng trích dẫn:
##plugins.generic.badges.manager.settings.showBlockTitle##
Tổng hợp vật liệu composite Fe2O3/CoFe2O4 với kích thước nano ứng dụng làm anode cho pin lithium – ion
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, vật liệu nanocomposite Fe2O3/CoFe2O4 (CFO) được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa tại các giá trị pH từ 9 đến 11 và xử lý nhiệt ở 750°C trong 3 giờ. Kết quả XRD xác nhận sự tồn tại của hai pha CoFe2O4 và Fe2O3, với mức độ kết tinh tăng khi pH tăng. Ảnh SEM cho thấy kích thước hạt giảm từ ~51 nm xuống còn ~35 nm khi pH tăng và phân bố hạt đồng đều hơn. Khi ứng dụng làm điện cực anot cho pin Li-ion, các điện cực CFO thể hiện dung lượng phóng điện cao và khả năng ổn định sau nhiều chu kỳ. Mẫu CFO_pH 10 đạt dung lượng cao nhất ở chu kỳ đầu (969.12 mAh/g) và duy trì 906.97 mAh/g sau 40 chu kỳ, với hiệu suất Coulomb gần 100% từ chu kỳ thứ hai. Sự thay đổi kích thước hạt, mức độ kết tinh và phân bố pha giữa các mẫu ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất điện hóa. Kết quả cho thấy CFO là vật liệu tiềm năng thay thế than chì thương mại làm anode cho pin lithium-ion.
Từ khóa
CoFe2O4, Fe2O3, Hiệu suất điện hóa, Pin lithium-ion, Vật liệu anot, Vật liệu nanocomposite
Chi tiết bài viết
Bài báo này được cấp phép theo Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Tài liệu tham khảo
Bui, H. T., Tran, T. G., Tran, N. T., Ngo, T. M. D., Ngo, H. D., Pham, L. T., Van Tran, M., Nguyen, D. L. T., Bui, T. N. T., & Nguyen, T. L. (2025). Fabrication of Fe2O3/CoFe2O4 pH-controlled nanocomposites as novel anodes for lithium-ion batteries. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 36(2), 135. https://doi.org/10.1007/s10854-024-14177-w
Buqa, H., Goers, D., Holzapfel, M., Spahr, M. E., & Novák, P. (2005). High rate capability of graphite negative electrodes for lithium-ion batteries. Journal of the Electrochemical Society, 152(2), A474. https://doi.org/10.1149/1.1851055
Dong, L., Wang, Z., Mi, C., Zhao, W., Qin, C., Luo, C., & Wang, Z. (2024). Defect-rich hierarchical porous spinel MFe2O4 (M = Ni, Co, Fe, Mn) as high-performance anode for lithium ion batteries. Materials Today Chemistry, 35, 101853. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2023.101853
Dong, Y., Chui, Y.-S., Yang, X., Ma, R., Lee, J.-M., & Zapien, J. A. (2015). Facile Synthesis of Hollow Mesoporous CoFe2O4 Nanospheres and Graphene Composites as High-Performance Anode Materials for Lithium-Ion Batteries. ChemElectroChem, 2(7), 1010-1018. https://doi.org/10.1002/celc.201500046
Huang, G., Zhang, F., Zhang, L., Du, X., Wang, J., & Wang, L. (2014). Hierarchical NiFe2O4/Fe2O3 nanotubes derived from metal organic frameworks for superior lithium ion battery anodes [10.1039/C4TA00200H]. Journal of Materials Chemistry A, 2(21), 8048-8053. https://doi.org/10.1039/C4TA00200H
Jin, Y.-H., Seo, S.-D., Shim, H.-W., Park, K.-S., & Kim, D.-W. (2012). Synthesis of core/shell spinel ferrite/carbon nanoparticles with enhanced cycling stability for lithium ion battery anodes. Nanotechnology, 23(12), 125402. https://doi.org/10.1088/0957-4484/23/12/125402
Li, Z. H., Zhao, T. P., Zhan, X. Y., Gao, D. S., Xiao, Q. Z., & Lei, G. T. (2010). High capacity three-dimensional ordered macroporous CoFe2O4 as anode material for lithium ion batteries. Electrochimica Acta, 55(15), 4594-4598. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2010.03.015
Liu, S., Liu, X., Zhao, J., Tong, Z., Wang, J., Ma, X., Chi, C., Su, D., Liu, X., & Li, Y. (2016). Three dimensional hierarchically porous crystalline MnO2 structure design for a high rate performance lithium-ion battery anode. RSC Advances, 6(88), 85222-85229. https://doi.org/10.1039/C6RA16430G
Narsimulu, D., Rao, B. N., Nagaraju, G., Yu, J. S., & Satyanarayana, N. (2020). Enhanced energy storage performance of nanocrystalline Sm-doped CoFe2O4 as an effective anode material for Li-ion battery applications. Journal of Solid State Electrochemistry, 24(1), 225-236. https://doi.org/10.1007/s10008-019-04484-2
Ruiz-Agudo, C., Putnis, C. V., Ruiz-Agudo, E., & Putnis, A. (2015). The influence of pH on barite nucleation and growth. Chemical Geology, 391, 7-18. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2014.10.023
Safi, R., Ghasemi, A., Shoja-Razavi, R., & Tavousi, M. (2015). The role of pH on the particle size and magnetic consequence of cobalt ferrite. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 396, 288-294. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2015.08.022
Wang, J., Zhang, H., Lv, X., Nie, K., Gao, X., Zhong, J., & Sun, X. (2016). Self-supported ultrathin mesoporous CoFe2O4/CoO nanosheet arrays assembled from nanowires with enhanced lithium storage performance. Journal of Materials Science, 51(14), 6590-6599. https://doi.org/10.1007/s10853-016-9902-y
Wang, Y., Su, D., Ung, A., Ahn, J.-h., & Wang, G. (2012). Hollow CoFe2O4 nanospheres as a high capacity anode material for lithium ion batteries. Nanotechnology, 23(5), 055402. https://doi.org/10.1088/0957-4484/23/5/055402
Wang, Y., Wu, S., Wang, C., Wang, Y., & Han, X. (2019). Morphology controllable synthesis of NiO/NiFe2O4 hetero-structures for ultrafast lithium-ion battery. Frontiers in Chemistry, 6, 654. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00654
Wang, Y., Yang, L., Hu, R., Sun, W., Liu, J., Ouyang, L., Yuan, B., Wang, H., & Zhu, M. (2015). A stable and high-capacity anode for lithium-ion battery: Fe2O3 wrapped by few layered graphene. Journal of Power Sources, 288, 314-319. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.04.076
Wu, N., Shen, J., Sun, L., Yuan, M., Shao, Y., Ma, J., Liu, G., Guo, D., Liu, X., & He, Y.-B. (2019). Hierarchical N-doped graphene coated 1D cobalt oxide microrods for robust and fast lithium storage at elevated temperature. Electrochimica Acta, 310, 70-77. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.04.115
Xia, H., Zhu, D., Fu, Y., & Wang, X. (2012). CoFe2O4-graphene nanocomposite as a high-capacity anode material for lithium-ion batteries. Electrochimica Acta, 83, 166-174. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.electacta.2012.08.027
Zhang, C., Chen, Z., Wang, H., Nie, Y., & Yan, J. (2021). Porous Fe2O3 Nanoparticles as Lithium-Ion Battery Anode Materials. ACS Applied Nano Materials, 4(9), 8744-8752. https://doi.org/10.1021/acsanm.1c01312
Zhang, J., Jiang, H., Zeng, Y., Zhang, Y., & Guo, H. (2019). Oxygen-defective Co3O4 for pseudo-capacitive lithium storage. Journal of Power Sources, 439, 227026. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2019.227026
Zhao, L., Ding, B., Qin, X.-Y., Wang, Z., Lv, W., He, Y.-B., Yang, Q.-H., & Kang, F. (2022). Revisiting the Roles of Natural Graphite in Ongoing Lithium-Ion Batteries. Advanced Materials, 34(18), 2106704. https://doi.org/10.1002/adma.202106704
Zheng, X., Shen, G., Li, Y., Duan, H., Yang, X., Huang, S., Wang, H., Wang, C., Deng, Z., & Su, B.-L. (2013). Self-templated synthesis of microporous CoO nanoparticles with highly enhanced performance for both photocatalysis and lithium-ion batteries [10.1039/C2TA00536K]. Journal of Materials Chemistry A, 1(4), 1394-1400. https://doi.org/10.1039/C2TA00536K
Buqa, H., Goers, D., Holzapfel, M., Spahr, M. E., & Novák, P. (2005). High rate capability of graphite negative electrodes for lithium-ion batteries. Journal of the Electrochemical Society, 152(2), A474. https://doi.org/10.1149/1.1851055
Dong, L., Wang, Z., Mi, C., Zhao, W., Qin, C., Luo, C., & Wang, Z. (2024). Defect-rich hierarchical porous spinel MFe2O4 (M = Ni, Co, Fe, Mn) as high-performance anode for lithium ion batteries. Materials Today Chemistry, 35, 101853. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2023.101853
Dong, Y., Chui, Y.-S., Yang, X., Ma, R., Lee, J.-M., & Zapien, J. A. (2015). Facile Synthesis of Hollow Mesoporous CoFe2O4 Nanospheres and Graphene Composites as High-Performance Anode Materials for Lithium-Ion Batteries. ChemElectroChem, 2(7), 1010-1018. https://doi.org/10.1002/celc.201500046
Huang, G., Zhang, F., Zhang, L., Du, X., Wang, J., & Wang, L. (2014). Hierarchical NiFe2O4/Fe2O3 nanotubes derived from metal organic frameworks for superior lithium ion battery anodes [10.1039/C4TA00200H]. Journal of Materials Chemistry A, 2(21), 8048-8053. https://doi.org/10.1039/C4TA00200H
Jin, Y.-H., Seo, S.-D., Shim, H.-W., Park, K.-S., & Kim, D.-W. (2012). Synthesis of core/shell spinel ferrite/carbon nanoparticles with enhanced cycling stability for lithium ion battery anodes. Nanotechnology, 23(12), 125402. https://doi.org/10.1088/0957-4484/23/12/125402
Li, Z. H., Zhao, T. P., Zhan, X. Y., Gao, D. S., Xiao, Q. Z., & Lei, G. T. (2010). High capacity three-dimensional ordered macroporous CoFe2O4 as anode material for lithium ion batteries. Electrochimica Acta, 55(15), 4594-4598. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2010.03.015
Liu, S., Liu, X., Zhao, J., Tong, Z., Wang, J., Ma, X., Chi, C., Su, D., Liu, X., & Li, Y. (2016). Three dimensional hierarchically porous crystalline MnO2 structure design for a high rate performance lithium-ion battery anode. RSC Advances, 6(88), 85222-85229. https://doi.org/10.1039/C6RA16430G
Narsimulu, D., Rao, B. N., Nagaraju, G., Yu, J. S., & Satyanarayana, N. (2020). Enhanced energy storage performance of nanocrystalline Sm-doped CoFe2O4 as an effective anode material for Li-ion battery applications. Journal of Solid State Electrochemistry, 24(1), 225-236. https://doi.org/10.1007/s10008-019-04484-2
Ruiz-Agudo, C., Putnis, C. V., Ruiz-Agudo, E., & Putnis, A. (2015). The influence of pH on barite nucleation and growth. Chemical Geology, 391, 7-18. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2014.10.023
Safi, R., Ghasemi, A., Shoja-Razavi, R., & Tavousi, M. (2015). The role of pH on the particle size and magnetic consequence of cobalt ferrite. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 396, 288-294. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2015.08.022
Wang, J., Zhang, H., Lv, X., Nie, K., Gao, X., Zhong, J., & Sun, X. (2016). Self-supported ultrathin mesoporous CoFe2O4/CoO nanosheet arrays assembled from nanowires with enhanced lithium storage performance. Journal of Materials Science, 51(14), 6590-6599. https://doi.org/10.1007/s10853-016-9902-y
Wang, Y., Su, D., Ung, A., Ahn, J.-h., & Wang, G. (2012). Hollow CoFe2O4 nanospheres as a high capacity anode material for lithium ion batteries. Nanotechnology, 23(5), 055402. https://doi.org/10.1088/0957-4484/23/5/055402
Wang, Y., Wu, S., Wang, C., Wang, Y., & Han, X. (2019). Morphology controllable synthesis of NiO/NiFe2O4 hetero-structures for ultrafast lithium-ion battery. Frontiers in Chemistry, 6, 654. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00654
Wang, Y., Yang, L., Hu, R., Sun, W., Liu, J., Ouyang, L., Yuan, B., Wang, H., & Zhu, M. (2015). A stable and high-capacity anode for lithium-ion battery: Fe2O3 wrapped by few layered graphene. Journal of Power Sources, 288, 314-319. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.04.076
Wu, N., Shen, J., Sun, L., Yuan, M., Shao, Y., Ma, J., Liu, G., Guo, D., Liu, X., & He, Y.-B. (2019). Hierarchical N-doped graphene coated 1D cobalt oxide microrods for robust and fast lithium storage at elevated temperature. Electrochimica Acta, 310, 70-77. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.04.115
Xia, H., Zhu, D., Fu, Y., & Wang, X. (2012). CoFe2O4-graphene nanocomposite as a high-capacity anode material for lithium-ion batteries. Electrochimica Acta, 83, 166-174. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.electacta.2012.08.027
Zhang, C., Chen, Z., Wang, H., Nie, Y., & Yan, J. (2021). Porous Fe2O3 Nanoparticles as Lithium-Ion Battery Anode Materials. ACS Applied Nano Materials, 4(9), 8744-8752. https://doi.org/10.1021/acsanm.1c01312
Zhang, J., Jiang, H., Zeng, Y., Zhang, Y., & Guo, H. (2019). Oxygen-defective Co3O4 for pseudo-capacitive lithium storage. Journal of Power Sources, 439, 227026. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2019.227026
Zhao, L., Ding, B., Qin, X.-Y., Wang, Z., Lv, W., He, Y.-B., Yang, Q.-H., & Kang, F. (2022). Revisiting the Roles of Natural Graphite in Ongoing Lithium-Ion Batteries. Advanced Materials, 34(18), 2106704. https://doi.org/10.1002/adma.202106704
Zheng, X., Shen, G., Li, Y., Duan, H., Yang, X., Huang, S., Wang, H., Wang, C., Deng, Z., & Su, B.-L. (2013). Self-templated synthesis of microporous CoO nanoparticles with highly enhanced performance for both photocatalysis and lithium-ion batteries [10.1039/C2TA00536K]. Journal of Materials Chemistry A, 1(4), 1394-1400. https://doi.org/10.1039/C2TA00536K
Các bài báo được đọc nhiều nhất của cùng tác giả
- Sinh viên Pham Hoang Phuc, Sinh viên Nguyen Kim Khanh, Sinh viên Huynh Thi Thanh Thuy, Dr Pham Thi Kim Hang, Dr Ngo Hai Dang, Synthesis and characterization of carbon dots derived from biomass sources , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 14 Số 5 (2025): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Anh)
- Pham Thi Kim Hang, Sinh viên Le Van Tri, Sinh viên Tran Bao Quan, Nguyen Khac Binh, Giảng viên Do Thi Hue, Tiến sĩ Ngo Hai Dang, Vo Thi Ngoc Thuy, Effect of limited oxygen gas flux on properties of Al-doped ZnO films , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 13 Số 5 (2024): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Anh)
- Nguyễn Khắc Bình, Trần Bảo Quân, La Phan Phương Hạ, Tiến sĩ Ngô Hải Đăng, Ảnh hưởng của nồng độ oxy đến đặc tính quang học và cấu trúc tinh thể của màng ZnO pha tạp Indium chế tạo bằng phương pháp phún xạ , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 15 Số 8 (2026): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Việt)