Lityum iyon pillerinde katot malzeme eldesi
Obtaining cathode material in lithium ion batteries
- Tez No: 695443
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET MURAT GİZİR, DOÇ. DR. MUHARREM KUNDURACI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Birlikte çöktürme yöntemi, Coprecipitation method
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mersin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tekrar şarj edilebilen/ ikincil (lityum-iyon (Li-iyon)) piller günümüzde taşınabilir elektronik ve elektrikli eşyalarda sahip olduğu üstün özellikler sayesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yapılan pek çok araştırma ise yakın gelecekte tükenmesi beklenen petrol kaynaklarından sağlanan enerjiyle çalışan birçok araca gerekli (araba,ısıtıcı, vd.) enerjinin depolanmasında lityum iyon pillerin kullanılacağını ortaya çıkarmıştır. Piyasada genellikle LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 yapısındaki katot malzemeleri kullanılır. Birlikte çöktürme, lityum iyon piller için öncü malzemeler üretmek için popüler bir yöntemdir. Çok yönlülüğü, çeşitli mimarilere sahip çok çeşitli bileşimlerin sentezini mümkün kılsa da, istenen malzemeleri elde etmek için sentez parametrelerinin dikkatli bir şekilde kontrol edilmesi gerekir. Bu çalışmada, sıcaklık, besleme modu ve reaktif miktarı dahil olmak üzere çeşitli sentez koşulları ayarlanarak küresel 2-3 µm çaplı ikili Mn 0.8 Ni 0.2 CO 3 öncül malzemeleri sentezlendi. En iyi sentez koşulları daha sonra benzer boyutta üçlü Mn 4/6 Ni 1/6 Co 1/6 CO 3 malzeme üretmek için kullanıldı. İkili ve üçlü öncü malzemeler karıştırıldı ve 800 o C'de Li 2 CO 3 ile reaksiyona sokularak sırasıyla LiMn 1.6 Ni 0.4 O 4 ve Li 1.2 Mn 0.54 Ni 0.13 Co 0.13 O 2 katot malzemeleri elde edildi. LiMn 1.6 Ni 0.4 O 4 , 131 mAh g -1 maksimum deşarj kapasitesine sahipti ve mükemmel çevrim ömrü ve iyi oran performansı sergiledi. İyi çevrimlenebilirlik ile Li 1.2 Mn 0.54 Ni 0.13 Co 0.13 O 2 ile 223 mAh g -1 kadar bir deşarj kapasitesi elde edildi. Elektrokimyasal sonuçlar, her iki katot malzemesine sahip pozitif bir elektrot filminin, yüksek ortalama voltaj ve spesifik kapasite üreteceğini ve böylece süreçte birbirlerinin zayıflığını azaltacağını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Rechargeable/secondary (lithium-ion (Li-ion)) batteries are widely used in portable electronic and electrical goods thanks to their superior properties. Many researches have revealed that lithium-ion batteries will be used to store the energy required for many vehicles (car, heater, etc.) working with energy provided from petroleum resources, which are expected to be depleted in the near future. Cathode materials of LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 structure are generally used in the market. Coprecipitation is a popular method to produce precursor materials for lithium-ion batteries. Although its versatility enables the synthesis of wide range of compositions with various architectures, the synthesis parameters need to be controlled carefully to achieve desired materials. In this study, spherical 2-3 µm diameter binary Mn 0.8 Ni 0.2 CO 3 precursor materials were synthesized by tuning several synthesis conditions including temperature, feeding mode and reagent quantity. The best synthesis conditions were later used to produce similar-sized ternary Mn 4/6 Ni 1/6 Co 1/6 CO 3 material. The binary and ternary precursor materials were mixed and reacted with Li 2 CO 3 at 800 o C to obtain LiMn 1.6 Ni 0.4 O 4 and Li 1.2 Mn 0.54 Ni 0.13 Co 0.13 O 2 cathode materials, respectively. LiMn 1.6 Ni 0.4 O 4 had a maximum discharge capacity of 131 mAh g -1 and exhibited excellent cycle life and good rate performance. A discharge capacity of as much as 223 mAh g -1 was achieved with Li 1.2 Mn 0.54 Ni 0.13 Co 0.13 O 2 with good cyclability. Electrochemical results suggest that a positive electrode film having both cathode materials would yield high average voltage and specific capacity, thereby mitigating each other's weakness in the process.
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
- Sn esaslı anotların elektrokimyasal yöntemlerle üretilmesi ve lityum iyon bataryalarda kullanımlarının değerlendirilmesi
Production of sn based anodes via electrochemical method and their evaluation of usage of Sn based anodes in lithium ion batteries
BURÇİN BİLİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜL KELEŞ
- Development of quaternary nickel rich cobalt free cathode materials
Nikelce zengin dörtlü kobalt içermeyen katot malzeme geliştirilmesi
KAMER ERDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN KIZIL
- Fiziksel buhar biriktirme yöntemiyle katı hal lityum iyon pil bileşenlerinin geliştirilmesi
Development of solid state lithium-ion battery components by physical vapor deposition method
ENGİN ALKAN
Doktora
Türkçe
2023
EnerjiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET OĞUZ GÜLER
- Grafen/kalay esaslı nanokompozitlerin lityum iyon pillerde anot malzemesi olarak kullanımının incelenmesi
Investigation of the use of graphene/tin based nanocomposides as anode material in lithium ion batteries
SELİN ALP
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REHA YAVUZ