Sodyum iyon piller için yeni bir katot geliştirme
A new cathode devoloping for sodium ion batteries
- Tez No: 678486
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞABAN PATAT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Sodyum-iyon piller, katot aktif maddeler, tabakalı metal oksitler, O3-NaMn0.42Fe0.17Ni0.42O2
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Bu çalışmada sodyum iyon piller (SIB'ler) için ilk kez birlikteçöktürme yöntemi ve ardından katı hal reaksiyonumetodu kullanarakyeni bir katot aktif madde olan O3- NaMn0.42Fe0.17Ni0.42O2 maddesi sentezlendi. Sentezlenen maddenin yapısında bulunan Fe3+ ve Ni2+iyonlarının bir kısmının Cu2+, Ca2+ ve Ti4+iyonları ile yer değiştirmesinin havada kararlılık ve elektrokimyasal performansına olan etkisi incelendi. Kimyasal titrasyon, X-ışınları toz kırınım (XRD) desenleri, alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu (FESEM) görüntüleri ve iletkenlik ölçümleri, Fe3+ ve Ni2+ iyonlarının Cu2+, Ca2+ ve Ti4+ iyonları ile yer değiştirmesinin O3- NaMn0.33Fe0.17Ni0.33Cu0.08Ca0.04Ti0.04O2 maddesinin'nin yapısındaki Na+ iyonlarının hava ile reaksiyonunu engelleyebileceği bulundu. Fe3+ ve Ni2+ iyonlarının bir kısmının Cu2+, Ca2+ ve Ti4+ iyonları ile yer değiştirdiği O3- NaMn0.33Fe0.17Ni0.33Cu0.08Ca0.04Ti0.04O2 maddesinin O3-NaMn0.42Fe0.17Ni0.42O2 maddesine göre daha yüksek şarj/deşarj kapasitesi ve daha iyi şarj/deşarj döngü performansı gösterdiği bulundu. Bu durum küçük miktardaki Cu2+, Ca2+ ve Ti4+ iyonlarının Fe3+ ve Ni2+ iyonları yerine geçmesinin kristal yapıdaki ve havada kararlılığı artırdığı ve elektrokimyasal performansı iyileştirdiğini göstermektedir. Sentezinin endüstriyel ölçekte uygulanabilir olması ve elektrokimyasal performansının iyi olması nedeniyle O3-NaMn0.33Fe0.17Ni0.33Cu0.08Ca0.04Ti0.04O2 katot aktif maddesi sodyum-iyon pillerin ticarileşmesinde umut verici bir katot aktif maddesi olarak kabul edilebilir.
Özet (Çeviri)
A novel O3-NaMn0.42Fe0.42Ni0.17O2 cathode material for sodium ion batteries is synthesized, for the first time, by a co-precipitation titration method with subsequent solid-state reaction. The effect of Ni2+, Cu2+ and Ca2+ substitution for Mn4+ and Fe3+ on the structural stability, rate capability and cycling stability of the cathode material is investigated. Chemical titration results, powder X-ray diffraction patterns and field emission scanning electron microscope images indicate that the substitution of Ni2+, Cu2+ and Ca2+ and for Fe3+ and Mn4+ can inhibit the reaction of Na+ ions in the structure of O3-NaMn0.33Fe0.33Ni0.21Cu0.08Ca0.04O2with air. The Ni2+, Cu2+ and Ca2+-substitutedO3-NaMn0.33Fe0.33Ni0.21Cu0.08Ca0.04O2 cathode material shows higher capacity and a better cycling stability than that of O3-NaMn0.42Fe0.42Ni0.17O2, indicating that a small amount of Ni2+, Cu2+ and Ca2+ substitution can improve the structure/air stability and the electrochemical performance. The O3-NaMn0.33Fe0.33Ni0.21Cu0.08Ca0.04O2 can be considered as a promising cathode active material to encourage progress toward sodium-ion battery commercialization due to the high industrial feasibility of the synthesis process and good electrochemical performance. KeyWords: Sodium-ionbatteries, layered metal oxides, cathode active materials,O3-NaMn0.42Fe0.17Ni0.42O2
Benzer Tezler
- Sodyum iyon piller için havada kararlı yeni bir katot geliştirme
Development of a new air stable cathode for sodium ion batteries
AYŞE ŞAHİN
- Investigation of the effect of porosity in SnO2 nanofibers as anode materials for sodium-ion batteries
Sodyum-iyon pilleri için SnO2 nanolif anot malzemesinde porozitenin etkisinin incelenmesi
ERÇİN ÇAĞAN DURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN KIZIL
- Composite carbon nanofiber anodes for na ion batteries
Sodyum iyon piller için kompozit karbon nanofiber anotlar
ELHAM ABDOLRAZZAGHIAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. MELTEM YANILMAZ
- NASICON türü malzemelerin üretilmesi ve pillerde uygulanması
Synthesis of NASICON type materials and their application in batteries
SAMET USTA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATEM AKBULUT
- Lityum iyon piller için birlikte çöktürme yöntemi ile kobalt içermeyen katot malzemesi üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of cobalt free cathode materials via co-precipitation method for lithium ion batteries
DİLA SİVLİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ