Lityum iyon pillerinin elektrokimyasal empedans spektroskopisi ile incelenmesi
Investigation of lithium-ion batteries by electrochemical impedance spectroscopy
- Tez No: 1003317
- Danışmanlar: PROF. DR. HAKAN DEMİRAL, DOÇ. DR. UĞUR MORALI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrokimyasal empedans spektroskopisi, Enerji depolama, Eşdeğer devre, Lityum iyon pil, Electrochemical impedance spectroscopy, Energy storage, Equivalent circuit, Lithium ion battery
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Gerçekleştirilen bu çalışma kapsamında; mevcut teknolojik gelişmelerdeki yeri ve önemi göz önüne bulundurularak lityum iyon pil optimizasyonunun sağlanabilmesi adına yol gösterici olması hedeflenen bir deneysel çalışma yürütülmüştür. Çalışmada; lityum iyon pillerde farklı deşarj akımları ile gerçekleştirilen şarj/deşarj döngüleri sonucu anot direnci, katot direnci ve elektrolit direnci değerlerinin nasıl değişim gösterdiğini ve bu farklı deşarj akımları ile gerçekleştirilen döngüler sonucu pilin çevrim ömrünün nasıl etkilendiğini gözlemlemek amaçlanmaktadır. Çalışma kapsamında kullanılan üç adet 2032 Li-iyon pil; nominal kapasitesi 60 mAh olan pillerdir. Piller 5 mA, 2,5 mA ve 1 mA deşarj akımları ile 3 V potansiyel değerinden 2 V potansiyel değerine tamamen deşarj edilip, 5 mA'lik akım ile de 2 V'tan 3 V'a tamamen şarj edilmişlerdir. Her beş döngülük şarj/deşarj işlemi sonunda şarj durumu %50 iken empedans ölçümü yapılmıştır. Empedans analizinde frekans değerleri 100 kHz ve 0,01 Hz aralığında değişirken pil potansiyelinde 5 mV'luk bir değişim gerçekleştirilmiştir. Beş döngüde bir empedans alınarak Nyquist grafikleri oluşturulmuş ve pilin yapısına uygun eşdeğer devre modeli ile anot taraf şarj aktarım direnci, katot taraf şarj aktarım direnci, elektrolit direnci değerleri ve modelleme de kullanılan eşdeğer devre elemanlarına ait değerler elde edilmiştir. 5 mA değerinde deşarj akımına maruz kalan 1.pil çevrim ömrünü 60 döngüde tamamlarken, 2,5 mA değerinde deşarj akımına maruz kalan 2.pil 105 ve 1 mA değerinde deşarj akımına maruz kalan 3.pil ise 165 döngüde çevrim ömürlerini tamamlamışlardır. Çalışma ile lityum iyon pillerin çevrim ömrü üzerinde iyileştirme yapılabilmesi adına deşarj akımının çevrim ömrü üzerindeki etkisine dair veriler elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Within the scope of this study, an experimental investigation was conducted with the aim of providing guidance for the optimisation of lithium-ion batteries, considering their position and importance in current technological developments. The aim of this study is to investigate how the anode resistance, cathode resistance and electrolyte resistance of lithium-ion batteries change as a result of charge-discharge cycling performed at different discharge currents, and to examine how these varying discharge currents affect the cycle life of the battery. Three 2032 lithium-ion cells were discharged from 3 V to 2 V at 5, 2.5 and 1 mA, and subsequently charged from 2 V to 3 V at a constant current of 5 mA. After every five charge-discharge cycles, electrochemical impedance spectroscopy(EIS) measurements were performed at a %50 state of charge. Impedance measurements were performed between 100 kHz and 0.01 Hz with a 5 mV perturbation, and Nyquist plots were obtained every five cycles using and appropriate equivalent circuit model. Using this model, the anode and cathode charge transfer resistance, the electrolyte resistance, and the equivalent circuit parameters were determined. The cell discharge at 5 mA completed its cycle life after 60 cycles, while those discharged at 2.5 mA and 1 mA reached end of life after 105 and 165 cycles, respectively. Through this study, data were obtained on the effect of discharge current on the cycle life of lithium-ion batteries, with the aim of enabling improvements in their cycle life.
Benzer Tezler
- Lityum-iyon piller için sülfür esaslı katı elektrolitlerin sentezlenerek elektrot-elektrolit arayüzeyinin incelenmesi
Synthesis of sulfur based solid electrolytes for lithium ion batteries and investigation of electrode electrolyte interface
ABDULKADİR KIZILASLAN
Doktora
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATEM AKBULUT
- Temperature-dependent electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of lithium thionyl chloride and Li-ion batteries
Lityum tiyonül klorur ve Li-ion pillerin sıcaklıga bağlı elektrokimyasal empedans spektroskopisi incelenmesi
GÖKBERK KATIRCI
Doktora
İngilizce
2024
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK ÜLGÜT
- Lityum iyon pillerde elektrolit olarak LiBF4 kullanımının incelenmesi
Investigating the using of LiBF4 electrolytes for lithium ion batteries
ŞEYMA KARAAL
- Şarj edilebilir Li-iyon piller için karbon esaslı Li2CuP2O7 katot elektrotlarının geliştirilmesi ve elektrokimyasal performanslarının incelenmesi
Enhancement of carbon-based Li2CuP2O7 cathodeelectrodes for rechargeable Li-ion batteries andinvestigation of their electrochemicalperformance
SEBİLE GÖKÇEN SARAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiHacettepe ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ZELİHA ERTEKİN
- Sodyum iyon piller için karbon takviyeli yenilikçi katot elektrotların sentezi ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and investigation of electrochemical properties of carbon reinforced innovative cathode electrode for sodium ion batteries
AYŞENUR ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET OĞUZ GÜLER