High capacity LiFePO4/C/rGO nanocomposite positive electrode for lithium ion batteries
Lityum iyon piller için yüksek kapasiteli LiFePO4/C/rGO nanokompozit pozitif elektrot
- Tez No: 708486
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TUĞRUL ÇETİNKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Enerji, Engineering Sciences, Energy
- Anahtar Kelimeler: Grafen aerojel, Isı kapasitesi, Karbon, Lityum iyon pil, Çevrim, Graphene aerogel, Heat capacity, Carbon, Lithium ion battery, Cycle
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sakarya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Li-ion ikincil pillerin yaygın ve genişletilmiş uygulamaları için, öncelikle katot malzemeleri tarafından belirlenen üstün elektrokimyasal yeteneklere sahip yeni elektrot malzemelerinin geliştirilmesi gereklidir. Mükemmel stabilitesi, kullanılabilirliği ve çevre dostu olması nedeniyle, LiFePO4 (LFP), uygulanabilir bir katot malzemesi olarak yaygın olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmada, glisin-nitrat tekniğine dayalı basit bir çözelti yakma işlemi kullanılarak mikron altı parçacıklara sahip tek fazlı LFP malzemesi üretmek için temel malzeme olarak düşük maliyetli bir demir (III) kullanılmıştır. Yüksek saflıkta LiFePO4 üretmek için optimal Glisin/LiFePO4 oranı 1:4 olarak bulunmuş ve üretilen LiFePO4, sabit C/20 oranında 102 mAh/g deşarj kapasitesi gösterdi. Karbon kaplı LiFePO4 tozları elde etmek için karbon kaynağı olarak sakroz kullanılmıştır. %12 karbon içerikli LiFePO4/C numunesinin deşarj kapasitesi 0,1 C akım hızında 157 mAh/g ve 5 C hızında 88 mAh/g olarak elde edilmiştir. Ayrıca, 50 döngü boyunca değişen akım hızlarında elektrotlar mükemmel döngü performansı göstermiştir. Karbon kaplı LiFePO4'ün kapasitesini arttırmak için katot malzemesine farklı miktarlarda grafen ile takviye edilmiştir. Ağırlıkça %4 grafenli karbon kaplanmış lityum demir fosfat, 197 mAh/g'lik bir spesifik kapasite göstermiştir. Karbon kaplı lityum demir fosfatın etrafına sarılmış son derece iletken grafen pulları, şarj ve deşarj işlemleri sırasında elektron göçünü hızlandırmış ve ilk döngü sırasında tersinmez kapasiteyi azaltmış ve farklı C-hızlarında %99'luk bir kulombik verim sergilemiştir.
Özet (Çeviri)
The development of new electrode materials with superior electrochemical capabilities, primarily dictated by the cathode materials, is required for widespread and extended applications of Li-ion secondary batteries. Because of its excellent stability, availability, and environmental friendliness, LiFePO4 (LFP) is widely recognized as a viable cathode material. This study used a low-cost iron (III) as the base material to manufacture single-phase LFP material with submicron particles using a simple solution combustion process based on the glycine–nitrate technique. The optimal Glycine to LiFePO4 ratio was found to be as 1:4 to produce high purity LiFePO4 and produced LiFePO4 showed 102 mAh/g discharge capacity at the constant rate of C/20. Sucrose was utilized as a carbon source to obtain carbon-coated LiFePO4 powders. The discharge capacity of the as-prepared LiFePO4/C sample with 12% carbon content is around 157 mAh/g at a 0.1 C rate and 88 mAh/g at a 5 C rate. Furthermore, throughout the 50-cycle at varying current rates, the electrodes showed excellent cycling performance. To enhance the capacity of carbon-coated LiFePO4, different amount of Graphene was reinforced to the cathode material. The carbon-coated lithium iron phosphate with 4 wt.% graphene showed a specific capacity of 197 mAh/g. The highly conductive graphene flakes wrapped around carbon-coated lithium iron phosphate enhance electron migration during charge and discharge operations, decreasing irreversible capacity during the first cycle and resulting in a coulombic efficiency of 99% at varied C-rates.
Benzer Tezler
- Lityum-iyon pillerde nano yapılı LiFePO4/C ve LiMxFe1-xPO4/C katot materyallerin sentezi
Synthesis of nano structured LiFePO4/C and LiMxFe1-xPO4/C cathode materials for lithium-ion batteries
AHMET ÖRNEK
- Development and characterization of high power density cathode materials for lithium-ion batteries
Lityum iyon bataryalar için yüksek güç yoğunluklu katot malzemesi geliştirilmesi ve karakterizasyonu
ŞAFAK DOĞU
Doktora
İngilizce
2015
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. MEHMET KADRİ AYDINOL
PROF. DR. ZAFER EVİS
- Magnezyum ve çok duvarlı karbon nanotüp doplu lifepo4 katod malzemesi kullanarak lityum-iyon pillerin elektrokimyasal performanslarının geliştirilmesi
Enhanci̇ng electrochemi̇cal performances of li̇thi̇um-i̇on batteri̇es by usi̇ng lifepo4 cathode materi̇al that i̇s doped wi̇th magnesi̇um and multi̇-walled carbon nanotube
MOHAMMED ABDULKAREEM MANSOOR MOHAMMED AL-SAMET
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENGİN BURGAZ
- Lityum iyon piller için çevreye duyarlı LiMn2O4 katot üretimi
Synthesis of environmentally friendly LiMn2O4 cathode for lithium ion batteries
AHSEN AKBULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Çevre MühendisliğiSakarya ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İ. AYHAN ŞENGİL
- Batarya yönetim sistemi tasarımı
Battery management system design
ARDA ALTINDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ FUAT ERGENÇ