Niobium and sodium doped Li4Ti5O12 as a high rate anode material for lithium ion batteries
Lityum iyon pillerde anot olarak kullanılan nanoboyutluLi4Ti5O12 anot maddesinin geliştirilmesi
- Tez No: 674626
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞABAN PATAT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Na+ and Nb5+ co-doped Li3.98Na0.02Ti4.98Nb0.02O12, the anode material for lithium-ion batteries, is synthesized by simple solid state reaction route at 8500C for 12 h. Na+ is introduced into the main structure to expand the lattice, while Nb5+ increases the electronic conductivity during the discharge-charge process. The anode material is characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscope (FESEM) and electric conductivity measurements. XRD patterns indicate that Na+ and/or Nb5+ doping do not change the cubic spinel nature of the Li4Ti5O12. The FESEM images show that all the anode materials have the same morphological characteristics, with a particle size distribution of 0.2–1.0 m. Electric conductivity measurements reveal that the Na+ and Nb5+ co-doped Li3.98Na0.02Ti4.98Nb0.02O12 exhibits a higher electronic conductivity than the Li4Ti5O12, Na+ doped Li3.98Na0.02Ti5O12 and Nb5+ doped Li4Ti4.98Nb0.02O12. It is found that the discharge capacity of Li3.98Na0.02Ti4.98Nb0.02O12 is higher than those of the un-doped Li4Ti5O¬12, Na+ doped Li3.98Na0.02Ti5O12, and Nb5+ doped Li4Ti4.98Nb0.02O12 at 0.1C, 0.5C and 1.0C current densities, which indicates the significant synergic effect of Nb5+ and Na+ co-doping on the improvement of the electrochemical performances of Li4Ti5O12. As evidence, Li3.98Na0.02Ti4.98Nb0.02O12 is a promising anode material for lithium-ion batteries.
Özet (Çeviri)
Lityum iyon pillerde anot aktif madde olarak kullanılan Na+ ve Nb5+ iyonlarının birlikte katkılandığı Li3.98Na0.02Ti4.98Nb0.02O12 maddesi 850oC sıcaklıkta 12 saat süre ısıtarak katı hal metodu ile sentezlendi. Na+ iyonu Li4Ti5O¬12 maddesinin kristal örgüsünü genişletmek ve Nb5+ iyonu da elektronik iletkenliği artırmak için katkılandı. Anot aktif maddeler, x-ışını krınımı (XRD), alan emisyon taramalı electron mikroskobu (FESEM) ve elektrik iletkenlik ölçümleri ile karakterize edildi. XRD deseni, Li4Ti5O¬12 maddesinin kübik spinel yapısının Na+ ve/veya Nb5+ katkılama ile değiştirmediğini gösterdi. FESEM görüntüleri tüm anot aktif maddelerin tanecik boyutu dağılımının 0.2-1.0 m aralığında ve benzer morfolojiye sahip olduğunu gösterdi. Elektrik iletkenliği ölçümleri ile Na+ ve Nb5+ iyonlarının birlikte katkılandığı Li3.98Na0.02Ti4.98Nb0.02O12 maddesinin katkısız Li4Ti5O12, Na+ katkılı Li3.98Na0.02Ti5O12 ve Nb5+ katkılı Li4Ti4.98Nb0.02O12 anot aktif maddelerinden daha yüksek iletkenliğe sahip olduğu bulundu. Na+ ve Nb5+ iyonlarının birlikte katkılandığı Li3.98Na0.02Ti4.98Nb0.02O12 anot maddesinin 0.1C, 0.5C ve 1.0C akım yoğunluklarındaki deşarj kapasitesinin katkısız Li4Ti5O12, Na+ katkılı Li3.98Na0.02Ti5O12 ve Nb5+ katkılı Li4Ti4.98Nb0.02O12 anot aktif maddelerinden daha büyük olduğu bulundu. Bu durum, Li4Ti5O12 anot maddesine Na+ ve Nb5+ iyonlarını birlikte katkılamanın maddenin elektrokimyasal performansı artırmada sinerjik etki yaptığını göstermektedir. Sonuç olarak Li3.98Na0.02Ti4.98Nb0.02O12, lityum iyon piller için ümit verici bir anot maddesidir
Benzer Tezler
- Bı̇nalarda enerjı̇ tasarrufu sağlayan nı̇obyum katkılı vanadyum dı̇oksı̇t esaslı termokromı̇k ı̇nce fı̇lmlerı̇n gelı̇ştı̇rı̇lmesı̇ ve karakterı̇zasyonu
Development and characterization of niobium-doped vanadium dioxide based thermochromic thin films for energy saving in buildings
EREN DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ ERÇİN ERSUNDU
- Lityum ve tantalyum katkılı sodyum potasyum niobat piezoseramiklerinin spark plazma sinterleme ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of lithium and tantalum added potassium sodium niobate piezoceramics via spark plasma sintering
MEHMET KAHRAMAN ÖZMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- Heteroatom katkılı vanadyum dioksit malzemeler ile sulu çinko iyon batarya katotlarının geliştirilmesi
Development of aqueous zinc ion battery cathode with heteroatom doped vanadium oxide materials
SELAY AYDIN ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiElektrokimya ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RECEP YÜKSEL
- Conventional and flash sintering of stoichiometric alkaline or niobium excess sodium potassium niobate ceramics
Stokiyometrik alkali veya niobyum excess sodyum potasyum niobat seramiklerin konvansiyonel ve flash sinterlenmesi
GÜLCAN ÇORAPCIOĞLU
Doktora
İngilizce
2016
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLGÜN
- Mikro ark oksidasyon işleminde elektrolite karbon nanotüp ilavesinin titanyum ve alaşımlarının yüzey özelliklerine etkisi
Effect of incorporationing carbon nanotube in to electrolyte in the micro arc oxidation process on the surface characteristics of titanium and its alloys
KAAN SELİM YAZICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT BAYDOĞAN