Geri Dön

Development and characterization of high energy cathode materials for lithium-ion batteries

Lityum iyon piller için yüksek kapasiteli ve enerjili katot malzemelerinin geliştirilmesi, üretilmesi ve karakterizasyonu

  1. Tez No: 341100
  2. Yazar: ATIL BÜYÜKBURÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KADRİ AYDINOL
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Enerji, Metalurji Mühendisliği, Energy, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 164

Özet

Bu tezin amacı pillerde kullanılan katot malzemelerinden LiCoO2 malzemesi temeline dayanan ve genel formülü LiCo1-xMxO2 veya LiCo1-y-xMxNyO2 olan yüksek enerjili katot malzemesi üretmektir. Bunu sağlamak için, literatürde daha az çalışılmış olan Mo, Cr ve W gibi alaşım elementleri ile daha sıklıkla kullanılan Mn elementi kullanılmıştır. Tez çalışmaları boyunca, çözelti hazırlama, dondurarak kurutma ve kalsinasyon gibi işlemlerin eniyilemesi çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre dondurarak kurutma işleminin 24 saat uygulanması, etkili bir kuruma için yeterlidir. 700°C?nin altında veya 800°C?nin üstünde uygulanan kalsinasyon işlemi sonucunda tek faz tabakalı LiCoO2 elde edilememiştir. Ayrıca pH?ın 10.75 değerine yakın bir yerde tutulması ve Li:Co oranının tek faz tabakalı LiCoO2 elde edilmesi için önemli olduğu tespit edilmiştir. Yapısal analiz için XRD, SEM ve SEM-EDX kullanılmıştır. Kimyasal analiz için ICP ve XPS kullanılmıştır. Elektrokimyasal karakterizasyon için şarj-deşarj testleri, CV ve EIS yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, mol yüzdesi olarak %1 W ve %1 Mn içeren numunenin en iyi elektrokimyasal davranış gösterdiğini ortaya koymuştur. Bu numunenin elektrokimyasal özellikler açısından üstünlüğünün yüzey kimyasının farklı olmasından kaynaklandığı tespit edilmiştir.

Özet (Çeviri)

The aim of this thesis is to produce high energy cathode materials based on LiCoO2 materials with the general formula LiCo1-xMxO2 and LiCo1-y-xMxNyO2. In order to achieve this formula, less exploited doping elements such as Mo, Cr and W will be used as well as Mn. During the study, the parameters of the processes which are solution preparation, freeze drying and calcination are optimized. According to the results, 24 hours of freeze drying is enough for drying the samples. Calcination at lower (< 700°C) temperatures as well as higher temperatures (> 800°C) do not yield single phase LiCoO2. It is also determined that, holding pH around 10.75 and Li:Co ratio are very important for having single phase LiCoO2. XRD, SEM and SEM-EDX are used for structural analyses. ICP and XPS are used for chemical analysis. For electrochemical characterization, galvanostatic charge-discharge tests, CV and EIS are applied. The results have shown that the sample containing 1 mole% W and 1 mole% Mn has the best electrochemical performance among the other samples. The reason for the electrochemical superiority of this sample is due to the different surface chemistry.

Benzer Tezler

  1. 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

    İngilizce

    2015

    Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET KADRİ AYDINOL

    PROF. DR. ZAFER EVİS

  2. Development and characterization of new layered cathode materials for lithium ion batteries

    Lityum iyon bataryalar için yeni tabakalı katot malzemelerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu

    BERKE PİŞKİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    EnerjiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET KADRİ AYDINOL

  3. Synthesis and characterization of high nickel content cathode materials for high performance and capacity reach in li-ion batteries

    Li-ion pillerde yüksek performans ve kapasite erişimi için yüksek nikel içerikli katot malzemelerinin sentezi ve karakterizasyonu.

    TURGUT UĞUR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ENGİN KARABUDAK

  4. Sodyum iyon bataryalar ı̇çı̇n Na2/3Co1/3Ni1/3Mn1/3O2 katot aktı̇f malzemesı̇nı̇n sentezı̇ ve karakterı̇zasyonu

    Synthesis and characterization of Na2/3Co1/3Ni1/3Mn1/3O2 cathode active material for sodium ion batteries

    SELMA ECER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Medeniyet Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEVDA AVCI

  5. Reactor design, characterization and production of cathode active material via co-precipitation method for lithium ion batteries

    Lityum iyon piller için birlike çöktürme yöntemi için reaktör tasarımı, katot aktif malzemesi üretimi ve karakterizasyonu

    BARIŞ CEM ALPAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ