Geri Dön

High capacity anode materials for lithium - ion batteries

Lityum iyon pilleri için yüksek kapasiteli anot malzemeleri

  1. Tez No: 450632
  2. Yazar: ÖMER ULAŞ KUDU
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. EDA YILMAZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Energy, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 105

Özet

Dünyada yükselen enerji ihtiyacı, yenilenemez enerji rezervlerinin azalmasına, harcanan fosil yakıtların da küresel iklim değişimine yol açmasına sebep olmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının elde edilen enerjiyi saklayabilen elektrokimyasal enerji depolama sistemleri (EESS), fosil yakıtlara çevre dostu bir alternatif oluşturmaktadır. Diğer sistemlere göre çeşitli yönlerden avantaj sağlayan lityum iyon pilleri, an itibariyle en popüler EESSdir. Fakat, elektrikli araçlar gibi yüksek enerji tüketen uygulamalarda kullanılabilmeleri için, daha yüksek kapasiteli elektrot malzemeleri gerekmektedir. Bu çalışmada, aluminyum ve silikon gibi iki farklı yüksek kapasiteli anot malzemesi sunulmaktadır. Ticari kullanımlarına engel olan problemler işaret edilip, çözüm önerileri sunulmaktadır. Aluminyumun özelliklerini geliştirmek için, sputtering metodu ile aluminyum bakır ince filmleri üretilip, daha sonra yaşlandırarak sertleştirme metodu uygulanmaktadır. Yaşlandırarak sertleştirme metodunun gerçekten de aluminyum anot malzemesinin stabilitesini arttırdığı gözlemlenmiştir. Diğer çalışmada ise, lazer ile aşındırma yöntemini kullanarak, 20 nmden küçük silikon nanoparçacıklar üretilip, elektro lif çekimi yöntemiyle hazırlanmış karbon nanoliflerin (KNL) içine gömülmüştür. Elektrokimyasal pil testleri; yalnız KNL ile, ticari silikon & KNL kompoziti ile, ve lazer ile aşındırma yöntemi ile üretilmiş silikon & KNL kompoziti ile gerçekleştirilmiştir. Bu kompozitlerin kapasite stabiliteleri ve değişik akımlardaki performansları gözlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Huge energy demand in the world has caused depletion in non – renewable energy sources, and global climate change due to the consumed fuel exhausts. Renewable energy sources are eco - friendly alternatives. Electrochemical energy storage systems (EESS) are useful tools to store the energy, which is harvested from the renewable sources. Lithium - ion batteries are currently the most popular EESS owing to their several advantages over other systems. However, for their use in high energy demanding applications like electric vehicles, new electrode materials with higher capacities are required. Here, we demonstrate two anode materials with high capacities, aluminum and silicon. We address problems regarding their commercial applications and offer solutions. To improve the properties of aluminum, we fabricate aluminum - copper thin films via sputtering, then we apply age hardening to the alloy. We observe that age hardening indeed increase stability of aluminum anodes. In the second work, we synthesize silicon nanoparticles via laser ablation, whose sizes are smaller than 20 nm, and embed them into carbon nanofibers (CNFs) via electrospinning. The electrochemical battery tests are conducted with only CNFs, CNFs with commercial Si nanoparticles and CNFs with laser ablased Si nanoparticles. The cyclic stability of these composites are observed along with their rate capabilities.

Benzer Tezler

  1. Development of composite anode materials for high capacity sodium-ion batteries

    Sodyum iyon piller için yüksek kapasiteli kompozit anot malzemelerinin geliştirilmesi

    ÖMER EROĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN KIZIL

  2. Electrospun carbon nanofiber based composites as anode material for lithium-ion batteries

    Lityum-iyon bataryalar için elektro eğirme yöntemiyle üretilmiş carbon nanolif tabanlı kompozit anot malzemeleri

    MAHMUT DİRİCAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HÜSEYİN KIZIL

  3. Titanate nanotubes combined with graphene-based materials as a novel anode material for lithium-ion batteries

    Lityum-iyon pilleri için özgün anot malzemesi olarak grafen temelli malzemelerle birleştirilmiş titanat nanotupler

    ANAGULI ABULIZI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Mühendislik BilimleriSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SELMİYE ALKAN GÜRSEL

    DOÇ. DR. DR. ALP YÜRÜM

  4. Investigation of anode properties and battery performances of metal mixed graphites for lithium ion batteries

    Lityum iyon pillerde metal ile katkılandırılmış grafitlerin anot özelliklerinin ve pil performanslarının incelenmesi

    HANDAN BAKALCI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ

  5. Production and characterization of carbon-silicon nanocomposite anode materials for secondary lithium batteries

    İkincil lityum bataryalar için karbon/silikon anot malzemelerinin üretimi ve karakterizasyonu

    BURCU MİSER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    EnerjiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET KADRİ AYDINOL

    PROF. DR. MEHMET PARLAK