Geri Dön

Vanadyum katkılanmış lityum içerme bileşiklerinin sentezi karakterizasyonu ve doldurulabilir lityum pilerinde katot aktif madde olarak kullanabilme özelliğinin araştırılması

Synthesis, characterization of vanadium doped lithium insertion compounds and investigation of using as the cathode active matherial for rechargeable lithium batteries

  1. Tez No: 152072
  2. Yazar: EMEL ELMAAĞAÇLIOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF.DR. ŞABAN PATAT
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Doldurulabilir Lityum Piller, LiMn204, Rechargeable Lithium Batteries, LiMn204
  7. Yıl: 2004
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Erciyes Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Ill VANADYUM KATKILANMIŞ LİTYUM İÇERME BİLEŞİKLERİNİN SENTEZİ KARAKTERİZASYONU VE DOLDURULABİLİR LİTYUM PİLLERDE KATOT AKTİF MADDE OLARAK KULLANILABİLME ÖZELLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI ÖZET Spinel yapıya sahip LİM112O4 bileşiği, ucuz olması, çevre zarar vermemesi veya çok az zarar vermesi ve kolay sentezlenebilmesi nedeniyle doldurulabilir lityum pillerde katot aktif maddesi olarak kullanılma potansiyeline sahiptir. Buna rağmen LiMn204'in katot aktif maddesi olarak kullanıldığı pillerin kapasitesi dolma-boşalma çevrim sayısı arttıkça azalmaktadır. Kapasite kaybını önlemek için LiMn204 bileşiğindeki Mn iyonlarının bir kısmı bazı metal iyonları ile değiştirildi. Bu çalışmada LiMn2Û4 ve Liı.osVyMo.osMnı^-yCU (M= Cr, Al, Fe, Ni y= 0.0, 0.05, 0.1) ile Li1.05VxMn2.xO4 ( x= 0.0, 0.05, 0.1) bileşikleri düşük sıcaklıkta sol-jel metodu ile sentezlendi. Sentezlenen bileşikler AAS, alev fotometresi ve X-ışınları toz difraksiyonu yöntemleriyle karakterize edildi. Karakterize çalışmaları, sentezlenen bileşiklerin saf ve hepsinin anaç bileşik olan LiMn204 ile aynı yapıya sahip olduğunu gösterdi. Elektrokimyasal çalışmalar oda sıcaklığında argon çemberinde kurulan silindir şeklinde ve teflon gövdeli iki elektrollu hücreler kullanılarak yapıldı. Katot, ağırlıkça %85 aktif madde (LiMn204 and Liı.05VyMo.o5Mn,,95-y04 (M= Cr, Al, Fe, Ni y= 0.0, 0.05, 0.1), Li1.05VxMn2.xO4 ( x= 0.0, 0.05, 0.1) elektronik iletkenlik sağlamak için % 10 grafit ve bağlayıcı olarak % 5 polytetrafluoroethylene (PTFE) den oluşmaktadır. Katot karışımı, alüminyum folye sanlı 13 mm yarıçapında paslanmaz çelik ızgara üzerine yayılarak 6 ton basınç altında tablet haline getirildi. Anot olarak lityum çubuktan kesilen 13 mm çapındaki bir lityum parçası, elektrolit olarak propilen karbonatta hazırlanmış 1 M LİCIO4 çözeltisi ve ayırıcı olarak da cam filtre kullanıldı. Hazırlanan hücrelere 3.3- 4.5V gerilim aralığında ve 0,3 mA/cm2 akım yoğunluğunda 30 dolma-boşalma çevrimi otomatik olarak uygulandı. Elde edilen sonuçlara göre LiMn204 bileşiğindeki Mn+3 iyonu yerine bazı metal iyonlarının girmesi durumunda hücrelerin başlangıç kapasitesinin azaldığı ve çevrim performansının engellendiği bulunmuştur.

Özet (Çeviri)

IV SYNTHESIS, CHARACTERZATION OF VANADIUM DOPED LITHIUM INSERTION COMPOUNDS AND INVESTIGATION OF USING AS THE CATHODE ACTIVE MATHERIAL FOR RECHARGEABLE LITHIUM BATTERIES SUMMARY The spinel LİM112O4, because of its easy preparation, and its economical and environmental advantages, is considered to be a promising material for the positive electrode (cathode) of secondary lithium batteries. The capacity of spinel LiM^O.*, however, fades rapidly on charge-dicharge cycling. A small amount of Mn ions was substituted by various dopant ions in order to improve the cycling performance of LiMn2Û4., In this work pure spinel LiMn2Ü4 compound and double metal ion doped insertion compounds Li 1. 05 VyMo.osMn i,95-y04 (M= Cr, Al, Fe, Ni y= 0.0, 0.05, 0.1) and Li1.05VxMn2.xO4 ( x= 0.0, 0.05, 0.1) have been prepared by the sol-gel method at a low temperature. Atomic absorption spectroscopy (AAS), flame photometer (FP) and X-ray powder diffraction methods were used to characterize the compounds synthesized in this work. Characterization studies showed that the compounds were pure and their structure was same as that of parent compound, LiMnîO^. The electrochemical studies were performed using a cylindrical two-electrode teflon cell assembled under Argon gas at room temperature. The cathode material was consisted of 85 wt. % active material (LiMn204 and Liı.o5VyMo.o5Mnı,95-y04 (M= Cr, Al, Fe, Ni y= 0.0, 0.05, 0.1), Li1.05VxMn2-xO4 ( x= 0.0, 0.05, 0.1), 10 wt. % graphite used as conductive material and 5 wt. % polytetrafluoroethylene (PTFE) as a binder. The cathode mixture was pressed onto a 13 mm diameter stainless steel mesh current collector coated with aluminum foil under a pressure of 6 tons. A 13 mm diameter lithium piece, 1 M LiC104 solution in a prophylcnc carbonate and a glass filter were used for anode, electrolyte and separator, respectively. The cells were automatically charged and discharged between 3.3 V and 4.5 V at 0,3 mA/cm2 for 30 cycles. The electrochemical results indicate that the chemical substitution of vanadium ions for Mn in LiMn204 leads to decrease of the initial capacity and deteroriates the cycling performance.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    126641

    Tungsten oksit ve katkılı tungsten oksit ince filmlerin hazırlanması ve karakterizasyonu

    Preparation and characterization of tungsten oxide and doped tungsten oxide thin films

    ESRA ÖZKAN ZAYİM

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA Z. TEPEHAN

  2. Tez No

    177671

    Vanadyum pentaoksit ve mangan dioksit katkılanmış bizmut trioksit polimorflarının sentezlenmesi, karakterizasyonu ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi

    The investigation of the electrical conductivity properties and crystallographic characterisations of Bi2O3 polymorphs doped with V2O5 and MnO2

    HANDAN ÖZLÜ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    KimyaErciyes Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. ORHAN TÜRKOĞLU

  3. Tez No

    185816

    Değişik fiziksel şartlar altında yapılan geçiş metal iyon katkılandırmalarının EPR incelemesi

    EPR study of transition metal ions doped in some substances under various condition

    RECEP BIYIK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RECEP TAPRAMAZ

  4. Tez No

    77973

    Sol-gel yöntemi ile hazırlanan katkılı V205 filmlerinin optik özelliklerinin incelenmesi

    Optical properties of sol-gel deposited binary V205/Ti02 films

    SAWSAN A.AHMAD

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TANER BOLAT

  5. Tez No

    84385

    VO2+ katkılı Ba(ClO4)2 3H2O ve baz Zn(HCOO)6 4H2O, Cu2+ katkılı CdBa(HCOO)2 2H2O tuzları ve &(alfa)-ışınları ile ışınlanan ((CH3)3NH)2CdCl4 ve ((CH3)3NH)2HgCl4 tuzlarının EPR ile incelenmesi

    An EPR investigation of VO2+ doped Ba(ClO4)33H2O and baz Zn(HCOO)64H2O, Ca2+ doped CdBa(HCOO)4 2H2O salts and &(alfa)-irradiated ((CH3)3NH)2 HgCl4 salts

    ŞEHRİMAN ATALAY

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İSMET ŞENEL

Geri Dön