Geri Dön

Sodyum iyon piller için havada kararlı yeni bir katot geliştirme

Development of a new air stable cathode for sodium ion batteries

  1. Tez No: 690064
  2. Yazar: AYŞE ŞAHİN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ŞABAN PATAT
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Sodyum-iyon piller, katot aktif maddeler, tabakalı metal oksitler, sodium ion batteries, layered oxides, cathode materials
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Erciyes Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 91

Özet

Sodyum iyon piller için ilk kez birlikte çöktürme yöntemi ve ardından katı hal reaksiyonu yöntemi ile yeni bir O3-NaMn0.42Fe0.42Ni0.17O2 katot maddesi sentezlendi. Sentezlenen katot maddesinin yapısında bulunan Mn4+ ve Fe3+iyonlarının bir kısmının Ni2+, Cu2+ve Ca2+iyonları ile yer değiştirmesinin yapısal kararlılık, hız kapasitesi ve döngü kararlılığı üzerindeki etkisi araştırıldı. Kimyasal titrasyon, X-ışınları toz kırınım (XRD) desenleri, alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu (FESEM) görüntüleri ve iletkenlik ölçümleri, Fe3+ ve Mn4+ iyonlarının Ni2+, Cu2+ ve Ca2+iyonları ile yer değiştirmesinin O3-NaMn0.33Fe0.33Ni0.21Cu0.08Ca0.04O2 katot malzemenin yapısındaki Na+iyonlarının hava ile reaksiyonunu engelleyebileceğini gösterdi.Fe3+ ve Mn4+iyonlarının bir kısmının Ni2+, Cu2+ and Ca2+ iyonları ile yer değiştirdiği O3-NaMn0.33Fe0.33Ni0.21Cu0.08Ca0.04O2maddesininO3-NaMn0.42Fe0.42Ni0.17O2 maddesine göre daha yüksek şarj/deşarj kapasitesi ve daha iyi şarj/deşarj döngü kararlılığı gösterdi. Bu durum Fe3+ ve Mn4+iyonlarının bir kısmının Ni2+, Cu2+ve Ca2+iyonları ile yer değiştirmesi kristal yapıdaki ve havada kararlılığı artırdığı ve elektrokimyasal performansı iyileştirdiğini gösterdi. Sentezin endüstriyel ölçekte yapılabilmesi ve elektrokimyasal performansının iyi olması nedeniyle O3-NaMn0.33Fe0.33Ni0.21Cu0.08Ca0.04O2katot 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 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-NaMn0.33Fe0.33Ni0.21Cu0.08Ca0.04O2cathode 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-NaMn0.33Fe0.33Ni0.21Cu0.08Ca0.04O2can 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.

Benzer Tezler

  1. Sodyum iyon pillerde katot aktif madde olarak kullanılan o3-Na0.90[Mn0.48Fe0.30Cu0.22]O2 maddesinin elektrokimyasal performansının ti katkılama ile artırılması

    Enhancement of the electrochemical performance of ti substituted Na0.90[Mn0.48Fe0.30Cu0.22]O2 cathode active material for sodium-ion batteries

    FERHAT ŞANLI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    KimyaErciyes Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞABAN PATAT

  2. Sodyum iyon pillerde katot aktif madde olarak kullanılan O3-Na0.9[Mn0.48Fe0.30Cu0.22]O2 maddesinin elektrokimyasal performansının ca katkılama ile artırılması

    Enhancement of the electrochemical performance of Ca substituted O3-Na0.9[Mn0.48Fe0.30Cu0.22]O2 cathode active material for sodium ion batteries

    YUSUF TAŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞABAN PATAT

    PROF. DR. FERHAT DALDABAN

  3. Sodyum iyon piller için yeni bir katot geliştirme

    A new cathode devoloping for sodium ion batteries

    NUR ŞAŞMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    EnerjiErciyes Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞABAN PATAT

  4. Synthesis of proton exchange membrane by atrp and iniferter methods

    Atrp ve iniferter yolu ile iyonik iletkenliğe sahip polimer sentezi

    CÜNEYT ERDİNÇ TAŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METİN HAYRİ ACAR

  5. Sodyum iyon piller için karbon takviyeli yenilikçi katot elektrotların sentezi ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi

    Synthesis and investigation of electrochemical properties of carbon reinforced innovative cathode electrode for sodium ion batteries

    AYŞENUR ÖZCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    EnerjiSakarya Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET OĞUZ GÜLER