Hydrothermal synthesis and characterization of LIMNPO4 for secondary lithium batteries
İkincil lityum bataryalar için LIMNPO4 malzemesinin hidrotermal sentezi ve karakterizasyonu
- Tez No: 384973
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KADRİ AYDINOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- 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: 93
Özet
Li-iyon bataryaların mekanizması Li+ iyonunun pozitif ve negatif elektrotlar arasındaki hareketine dayanır. Li-iyon bataryalara olan ilgi arttıkça yüksek kapasiteli ve düşük maliyetli elektrot malzemelerine olan talep artmaktadır. Lityum mangan fosfat (LMnP) en çok gelecek vadeden katot malzemelerinden biridir. Bu bileşiğin olivin yapısı Li-iyon teknolojisindeki lithasyon ve delithasyon tepkimelerini yüksek seviyede sağlar. Ayrıca, bu malzeme yüksek teorik kapasite değerine ve güvenlik unsurlarına sahip olmakla birlikte düşük maliyetlidir. LMnP yapısının eksik olduğu noktalar ise düşük iyonik ve elektriksel iletkenliğe sahip olmasıdır. Bu tezin amacı, saf ve kristal yapıdaki LMnP bileşiğini üretmek için hydrothermal proses parametrelerini optimize etmek, yapıdaki Mn pozisyonlarını kobalt, krom, molibden, vanadyum ve tungsten ile alaşımlandırmak ve son olarak de alaşımlama etkisi incelemek adına numunelerin elektrokimyasal karakterizasyonunu yapmaktır. Elde edilen numunelerin yapısal ve topografik incelemesi X-Işınları Difraksiyonu ve Taramalı Elektron Mikroskobu ile yapılmıştır. Ayrıca, elektrokimyasal karakterizasyon için çeşitli teknikler kullanılmıştır; çevrim testleri, şarj-deşarj, çevrimsel voltametri ve elektrokimyasal empedans spektroskopi. Sonuçlar doğrultusunda, alaşımlama işleminin başarılı olduğu ve alaşımlı numunelerin saf LMnP malzemesine gore daha iyi performans gösterdiği görülmüştür. Saf LMnP ve diğer numuneler analiz edildiğinde, Co ve V elementlerinin elektriksel ve iyonik iletkenliğii arttırdığı ve Cr elementinin şarj kabiliyeti üzerinde etkili olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
The mechanism in Li-ion batteries is based on the motion of Li+ ion between positive and negative electrodes. As Li-ion batteries have attracted much attention, the demand for high capacity and low cost electrode materials has increased. Lithium manganese phosphate (LMnP) is one of the most promising cathode materials. It highly satisfies the lithiation and de-lithiation process of Li-ion technology due to its olivine structure. Moreover, it has high theoretical capacity, it is safety and low cost. The drawback of LMnP is its poor ionic and electronic conductivity. The aim of this thesis is to optimize the hydrothermal process parameters for the synthesis of pure and well-crystalline LMnP, dope the Mn-site in the olivine structure with cobalt, chromium, molybdenum, vanadium and tungsten and eventually electrochemically characterize the samples to analyze the effect of doping. The structure and topography of the obtained powders were investigated with X-Ray Diffraction and Scanning Electron Microscopy. Also, the electrochemical characteristics were determined by different techniques; cycle tests, charge-discharge, Cyclic Voltammetry and Electrochemical Impedance Spectroscopy. According to the results, doping process was successful to show better performance than pristine LMnP. After pure LMnP and its doped versions were analyzed, it is understood that cobalt and vanadium enhances the electrical and ionic conductivity of LMnP; whereas, chromium has an influence on the rate capability of LMnP.
Benzer Tezler
- Lityum iyon piller için nano ölçekli spinel yapılı katot materyallerinin sentezi
Synthesis of nano scaled spinel structured cathode materials for lithium ion batteries
EMRAH BULUT
- Hydrothermal synthesis and characterization of transition metal oxides
Geçiş metal oksitlerin hidrotermal sentezi ve karakterizasyonu
AYTAÇ ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Metalurji Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHTAP EANES
- Hydrothermal synthesis and characterization of vanadium and tungsten oxide containing organic-inorganic hybrid material
Vanadyum ve tungsten oksit içeren organik-inorganik melez malzemelerin hidrotermal sentezi ve karakterizasyonu
BANU ÖNEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHTAP EMİRDAĞ EANES
- Hydrothermal synthesis and characterization of tungsten oxide containing organic-inorganic hybrid material
Tungsten oksit içeren organik-inorganic melez malzemelerin hidrotermal sentezi ve karakterizasyonu
LANGSON CHILUFYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHTAP EANES
- Hydrothermal synthesis and characterization of ethylenediamine-containing molybdenum oxides
Etilendiamin içeren molibden oksitlerin hidrotermal sentezi ve karakterizasyonu
ÖZGÜL GÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. MEHTAP EANES
