Enhancement in ionic conductivity of dysprosium doped Li7La3Zr2O12 solid electrolyte applied in Li-ion batteries
Li-ion pillerde uygulanan disprosyum katkılı Li7La3Zr2O12 katı elektrolitin iyonik iletkenliğinde artış
- Tez No: 643485
- Danışmanlar: PROF. DR. SELMİYE ALKAN GÜRSEL, DR. ÖĞR. ÜYESİ ALP YÜRÜM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Kimya, Mühendislik Bilimleri, Energy, Chemistry, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 76
Özet
Bu araştırmada geliştirilmiş özelliklere sahip Li barındıran garnet tipi yeni bir katı elektrolit üretildi. Bu amaçla, kübik yapıyı stabilize etmek ve dolayısıyla iyonik iletkenliği ayarlamak için Li7La3Zr2O12 formül birimi (pfu) başına 0.1 ila 0.8 atom arasında değişen farklı Dy konsantrasyonlarıyla katkılandırılmıştır. Dahası, Dy katkılı LLZO'nun kristal yapısını geliştirmek ve Dy'nin yer tercihini belirlemek için X-ışını kırınımı ve Rietveld iyileştirmesi kullanılarak temel çalışmalar yapıldı. Öte yandan bu çalışmada Dy'nin farklı Wyckoff bölgelerinde enerjisel olarak yakınsamasını araştırmak ve deney sonuçlarını daha ileri düzeyde doğrulamak için yoğunluk fonksiyonel teorisi ile (DFT) toplam enerji uyarlamaları uygulandı. Ek olarak, farklı konumlardan Li'nin kimyasal çevresini göstermek için 7Li and 6Li katı hal MAS NMR kullanıldı. Bu tez çalışmasının sonuçları ile Dy'nin muhtemel olarak Zr ile yer değiştirdiği ve Li iyonlarının tetrahedral (24d) ve oktahedral (48g) bölgelerine yerleştiği belirtildi. Ek olarak, yeni katı elektrolitimiz LLZO'lar şimdiye kadar rapor edilen en yüksek iyonik iletkenliği (2.03 × 10-3 S.cm-1) sahip olduğunu gösterdi.
Özet (Çeviri)
In this investigation, a novel Li-stuffed garnet type solid electrolyte with enhanced properties was fabricated. For this purpose, different concentrations of Dy ranging from 0.1 to o.8 atoms per formula unit (pfu) were doped into the Li7La3Zr2O12 to stabilize the cubic structure and, therefore, tailor the ionic conductivity. Furthermore, fundamental studies were performed through X-ray diffraction and Rietveld refinement to develop crystal structure of the Dy doped LLZO and determine the site preference of Dy. On another attempt in this study, Density Functional (DFT) total energy computations were applied to investigate the convergence of Dy at different Wyckoff sites energetically and to further validate the results of experiments. Additionally, 7Li and 6Li solid-state MAS NMR was performed to reveal the chemical coordination of Li at different sites. The results of this thesis project indicated that Dy ions probably substitute for Zr site and Li ions prefer tetrahedral (24d) and octahedral (48g) atomic sites. Additionally, our novel solid electrolyte demonstrated the highest ionic conductivity (2.03×10-3 S.cm-1) reported for LLZOs.
Benzer Tezler
- Kristalografik yönlenmenin Li(1+x)AlxTi(2-x)(PO4)3 katı elektrolitlerinin iyonik iletkenliğine etkisi
Effect of crystallographic orientation on ionic conductivity of Li(1+x)AlxTi(2-x)(PO4)3 solid electrolytes
CEM EREN ÖZBİLGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
EnerjiEskişehir Teknik ÜniversitesiPROF. DR. SERVET TURAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRAH DÖLEKÇEKİÇ
- Lityum iyon pillerde anot aktif madde olarak kullanılan Lİ4Tİ5O12 bileşiğinin elektrokimyasal özelliklerinin iyileştirilmesi
Enhancement of electrochemical performance of Lİ4Tİ5O12 as a anode active material for lithium-ion batteries
FATMA KILIÇ DOKAN
- Improving electrolyte performance of PEO by addition of LLZTO nanofillers in solid state battery applications
Katı hal batarya uygulamalarında LLZTO nanofıller katkısı ile PEO'nun elektrolit performansının geliştirilmesi
SENA SAVAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ
- Fabrication and characterization of novel membranes for battery separator applications
Pil seperatör uygulamaları için yenilikçi membran yapıların üretimi ve karakterizasyonu
UBEY AHMETOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- New polysiloxane based salt-in-polymer electrolytes
Başlık çevirisi yok
YUNUS KARATAŞ
Doktora
İngilizce
2006
KimyaWestfälische Wilhelms-Universität MünsterKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANS-DIETER WIEMHÖFER