Development and characterization of all solid-state li-ion batteries
Katı-hal lityum-iyon pillerin üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 535573
- Danışmanlar: PROF. DR. SERVET TURAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Anadolu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Garnet tipi Li7La3Zr2O12 (LLZO) katı elektrolitleri, geleneksel organik elektrolitlerin yerine potansiyel bir aday olarak kabul edilir. Fakat gösterdikleri performans organik esaslı sıvı elektrolitlere henüz yaklaşamamaktadır. Performansı artırıcı yönde yapılan çalışmalar daha çok kristal kimyası ve lityum hareket kinetikleri üzerine yoğunlaşmakla beraber, sinterleme davranışları aydınlatmak üzerine yeterli çalışma yapılmamıştır. Tez, katı hal ve çözelti tabanlı LLZO sentezini kapsamaktadır. Öncelikle, katı hal sentezinde, LLZO sentez koşullarının; Al içeriği, ısıtma hızı ve başlangıç hammadde tipi açısından optimizasyonu araştırılmış ve sinterleme sıcaklığının fonksiyonu olarak potansiyel bir sinterleme mekanizması önerilmiştir. Elektron mikroskobu teknikleriyle Lityum tespiti ve LLZO örneklerinin havada kararlılığı ToF-SIMS ekli FIB-SEM ile çalışılmıştır. Sitrat-Nitrat LLZO sentezinde, Zirkonyum kaynağı ve anyonik türlerin LLZO'nun kübik faz kararlılığı üzerindeki etkisi ele alınmıştır. Termodinamik açıdan tercih edilen başlangıç hammaddelerinin belirlenmiş ve ToF-SIMS ekli ve Xe iyon kaynaklı FIB-SEM kullanılarak LLZO'da yüksek hassasiyetli Lityum haritaların oluşturularak ile yapıdaki safsızlıklar başarıyla belirlenmiştir. Sitrat-Nitrat sentezinde, nitrat iyonlarının LLZO'nun kübik faz stabilizasyonu üzerindeki negatif etkisi de ilk kez gösterilmiştir. 0.211 mS/cm ile en yüksek iletkenlik 1200 °C'de 12 saat katı hal reaksiyonu ile sinterlenmiş LLZO örneklerinde elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Garnet type Li7La3Zr2O12 (LLZO) solid electrolytes are considered as a potential candidate for replacing traditional organic electrolytes. However, their performance is not yet approaching organic-based liquid electrolytes. The studies on the performance enhancement have focused more on crystal chemistry and lithium kinetics, but not enough studies were carried out to elucidate sintering behavior. The dissertation covers LLZO synthesis conditions in terms of Al content, heating rate and precursor type. Then, a potential sintering mechanism related to sintering temperature is introduced. Li detection in electron microscopy techniques and air stability of the LLZO samples are discussed by using ToF-SIMS attached FIB-SEM. In the Citrate-Nitrate LLZO synthesis, the effect of Zirconium source and anionic species on the cubic phase stabilization of LLZO is covered. The thermodynamically favored precursors are also determined and the impurities in the structure have been successfully determined with the use of high-sensitivity Lithium maps in LLZO by using ToF-SIMS attached to Xe ion-source FIB-SEM. In Citrate-Nitrate synthesis, the negative influence of nitrate ions on cubic phase stabilization of LLZO is also for the first time shown. The highest bulk conductivity, 0.211 mS/cm, is reached by solid-state synthesized LLZO sintered at 1200 °C for 12 hours.
Benzer Tezler
- Engineering M-Si (M:Ag,Cu) thin films as negative electrodes for lithium ion batteries
Lityum iyon bataryalarda negatif elektrot olarak kullanımları için M-Si (M:Ag,Cu) ince filmlerin tasarlanması
BİLLUR DENİZ KARAHAN
Doktora
İngilizce
2016
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜL KELEŞ
- Yumurta tavukçuluğunda inert koi ve kirletici yüklerin belirlenmesi
Assessment of inert cod and pollution loads in layers industry
EVREN ÇEKYAY
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATOŞ GERMİNLİ
- Porosity generation and optimization of silicon-based anodes for high energy density lithium ion batteries
Yüksek enerji yoğunluklu lityum iyon bataryalar için silisyum bazlı anotlarda gözenek geliştirilmesi ve optimizasyonu
NESLİHAN YUCA
Doktora
İngilizce
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK
- Al3+ esaslı elektrokromik yapıların magnetron saçtırma yöntemiyle geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of Al3+ based electrochromic structures by magnetron sputtering method
ALİ KEMAL MAK
Doktora
Türkçe
2022
Bilim ve TeknolojiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEVLÜT KARABULUT
- Li2O - ZnO - Al2O3 camlarının kontrollü kristalizasyonu ve cam seramiklerin karakterizasyonu
The Controlled crystallization of Li2O - ZnO - Al2O3 - SiO2 glasses and the characterization of glass ceramics
ENGİN MAYTALMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDEM DEMİRKESEN