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
- Tez No: 341100
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KADRİ AYDINOL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Metalurji Mühendisliği, Energy, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrokimyasal piller, Electrochemical cells
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- 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
2022
Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENGİN KARABUDAK
- 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
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
- Lityum iyon bataryalar için bor katkılı yüksek voltaj spinel lityum nikel manganez oksit katot aktif malzeme sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of boron-doped high-voltage spinel lithium nickel manganese oxide cathode active material for lithium-ion batteries
YUNUS EMRE GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLLUR DENİZ KARAHAN
- Recycling and reuse of metals with deep eutectic solvents: A green and circular approach for the resynthesis of NMC cathodes from li-ion battery nmc cathode materials
Derin ötektik çözücüler ile metallerin geri dönüşümü ve yeniden kullanımı: li-iyon pil NMC katotlarından yeşil ve döngüsel bir yaklaşımla yeniden NMC katot sentezi
GİZEM BURCU BİLGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLLUR DENİZ KARAHAN
- 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
2020
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Medeniyet ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVDA AVCI