Li4Ti5O12 anot aktif maddenin elektrokimyasal performansının iyileştirilmesi
Improvement of electrochemical performance of Li4Ti5O12 anode active material
- Tez No: 978434
- Danışmanlar: PROF. DR. ERCAN KARAKÖSE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Lityum İyon Batarya, Lityum Titanyum Oksit, İterbiyum, Lithium-ion Battery, Lithium Titanium Oxide, Ytterbium
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kayseri Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, spinel kristal yapıya sahip lityum titanyum oksit anot malzemesinin elektrokimyasal performansının artırılması amacıyla, sodyum ve iterbiyum katkılarının etkisi ile birlikte çok katmanlı karbon nanotüp desteğinin katkısı detaylı şekilde incelenmiştir. Katı hal yöntemiyle hazırlanan beş farklı kompozitte, sabit oranlı sodyum katkısına karşılık artan oranlarda iterbiyum elementi kullanılmıştır. Bazı örneklere ayrıca optimum oranda çok katmanlı karbon nanotüp ilave edilerek iletkenlik ve yapı kararlılığı artırılmıştır. Sentezlenen kompozitlerin kristal faz analizleri X-ışını kırınımı ile gerçekleştirilmiş, morfolojik özellikler ise alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu ile değerlendirilmiştir. Aktif maddeler, asetilen black ve poliviniliden florür bağlayıcı ile N-metil 2-prolidon çözeltisinde karıştırılıp bakır folyo üzerine Dr. Blade yöntemiyle kaplanarak anot elektrotları üretilmiştir. Bu anotlar; lityum demir fosfat katodu, cam membran seperatör ve lityum hekzaflorofosfat içeren elektrolit kullanılarak swagelok tipi yarım hücreli lityum iyon bataryalara dönüştürülmüştür. Şarj-deşarj döngü testleri farklı akım oranlarında yapılmış ve sonuçlar özgül kapasite, kolombik verimlilik ve döngü dayanımı açısından analiz edilmiştir. 0,02 mol iterbiyum, 0,02 mol sodyum ve optimum oranda çok katmanlı karbon nanotüp katkılı numune örneği; yüksek deşarj kapasitesi ve kolombik verimle en yüksek performansı göstermiştir. Elde edilen veriler, düşük oranlı iterbiyum katkısının ve çok katmanlı karbon nanotüp desteğinin lityum titanyum oksit anotlarının performansını önemli ölçüde iyileştirebileceğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, the effects of sodium and ytterbium doping, along with the contribution of multi-walled carbon nanotube support, were examined in detail to enhance the electrochemical performance of spinel-structured lithium titanium oxide anode material. Five different compositions were prepared via the solid-state method, in which the amount of sodium doping was kept constant while the ytterbium content was gradually increased. In some samples, an optimum amount of multi-walled carbon nanotubes was additionally incorporated to improve conductivity and structural stability. The crystal phase analyses of the synthesized composites were performed using X-ray diffraction, while their morphological properties were evaluated by field emission scanning electron microscopy. The active materials were mixed with acetylene black and polyvinylidene fluoride binder in an N-methyl-2-pyrrolidone solution, then coated onto copper foil using the Dr. Blade method to produce anode electrodes. These anodes were assembled into Swagelok-type half-cell lithium-ion batteries using a lithium iron phosphate cathode, glass membrane separator, and an electrolyte containing lithium hexafluorophosphate. Charge–discharge cycling tests were conducted at different current rates, and the results were analyzed in terms of specific capacity, coulombic efficiency, and cycling stability. The sample containing 0.02 mol ytterbium, 0.02 mol sodium, and the optimum amount of multi-walled carbon nanotubes exhibited the highest performance, with superior discharge capacity and coulombic efficiency. The obtained results demonstrate that low-level ytterbium doping combined with multi-walled carbon nanotube support can significantly enhance the performance of lithium titanium oxide anodes.
Benzer Tezler
- Lityum iyon pillerde anot aktif madde olarak kullanılan li2znti3o8 bileşiğinin sentezi ve elektrokimyasal performansının artırılması
Enhancement of electrochemical performance of li2znti3o8 as an anode active materi̇al for lithium ion batteries
SÜLEYMAN YILDIZ
- Bazı lityum metal vanadat içerme bileşiklerinin sentezi, karakterizasyonu ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis, characterization and research of some lithium metal oxide insertion compounds
FATMA KILIÇ
- Niobium and sodium doped Li4Ti5O12 as a high rate anode material for lithium ion batteries
Lityum iyon pillerde anot olarak kullanılan nanoboyutluLi4Ti5O12 anot maddesinin geliştirilmesi
SUNARDI RAHMAN
- Lityum iyon pillerde anot aktif madde olarak kullanılan Lİ4Tİ5O12 bileşiğinin elektrokimyasal özelliklerinin iyileştirilmesi
Enhancement of electrochemical performance of Lİ4Tİ5O12 as a anode active material for lithium-ion batteries
FATMA KILIÇ DOKAN
- Şarj edilebilir elektrokromik enerji depolama cihazları için Lİ4Tİ5O12 (LTO) tabanlı elektrokromik yapılarının farklı şartlarda sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of Lİ4Tİ5O12 (lto) based electrochromic structures for rechargeable electrochromic energy storage devices under different conditions
BURAK ŞAHİN
Doktora
Türkçe
2026
Fizik ve Fizik MühendisliğiErzincan Binali Yıldırım ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SİBEL MORKOÇ KARADENİZ
