Lityum iyon piller için bor içerikli elektrolit katkı malzemesi geliştirilmesi
Development of boron containing electrolyte additive for lithium ion batteries
- Tez No: 703061
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖKSEL ÖZKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 82
Özet
Taşınabilir elektrikli cihaz kullanımının artması ile birlikte, enerjinin düşük hacimde ve ağırlıkta depolanması çalışmaları hız kazanmaktadır. Bu konuda lityum iyon piller, yüksek enerji depolama kapasitesi, yüksek enerji yoğunluğu (kWh/kg), uzun kullanım ömrü, yüksek şarj-deşarj verimi ve giderek düşen maliyeti ile diğer alternatiflerin önüne geçmektedir. Sıvı elektrolitlerin iyonik iletkenliği ve elektrotların yüzeyinde oluşan katı elektrolit yüzey (KEY) tabakası lityum iyon pillerin performansına etki eden en önemli faktörlerdendir. Elektrolit katkı malzemeleri, üretim maliyetini önemli ölçüde artırmadan ve üretim sürecini değiştirmeden elektrolitin iyonik iletkenliğini artırma, KEY tabakasını oluşturma gibi katkılar sağlar. Bu çalışmada, elektrolit katkı malzemesi olarak Li/LiCoO2 pilinde kullanılmak üzere literatüre uygun olarak trifenilfosfin bor triflorür (BF3.PPh3) sentezlenmiştir. Sentezlenen maddenin yapısının ve bileşiminin belirlenmesi amacıyla FTIR, XPS, XRD ve NMR analiz teknikleri kullanılmıştır. BF3.PPh3, belli oranlarda 1 M LiPF6- EC/DMC/DEC (hacimce 1:1:1) elektrolitine katkılanarak pil performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Laboratuvarda hazırlanan elektrotlar ve elektrolitlerle CR2032 düğme tipi piller üretilmiştir. Döngülü voltametri ve şarj-deşarj testi ile pilin elektrokimyasal analizi yapılmıştır. Elektrolite kütlece %0,5 ve %1 BF3.PPh3 katkılanması, pilin iyonik iletkenliğini ve kapasite tutma oranını artırmıştır. Sonuçlar BF3.PPh3 maddesinin lityum iyon pillerde potansiyel uygulama alanı olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
With the increase in the use of portable electrical devices, efforts to store energy in low volume and mass are gaining momentum. In this regard, lithium-ion batteries stand out from other alternatives with their high energy storage capacity, high energy density (kWh/kg), long service life, high charge-discharge rate and gradually decreasing cost. The ionic conductivity of the liquid electrolytes and solid electrolyte interphase (SEI) layer formed on the electrode's surface are some of the most important factors controlling the performance of the lithium ion batteries. Electrolyte additives provide contributions such as increasing the ionic conductivity of the electrolyte and forming the SEI layer without significantly increasing the production cost and changing the production process. In this work, triphenylphosphine boron trifluoride (BF3.PPh3) was synthesized in accordance with the literature to be used as an electrolyte additive in Li/LiCoO2 half-cells. FTIR, XPS, XRD and NMR analysis techniques were used to determine the structure and composition of the synthesized substance. The battery performance was investigated by adding certain amounts of BF3.PPh3 in 1 M LiPF6- EC/DMC/DEC (1:1:1 by volume) electrolyte. CR2032 coin cells were assembled with the electrodes and electrolytes prepared in the laboratory. The electrochemical behaviors of the battery were investigated via cyclic voltammetry and charge-discharge test. The addition of 0,5% wt and 1% wt BF3.PPh3 into the electrolyte improved the ionic conductivity and the capacity retention of the lithium ion battery. The results show that BF3.PPh3 has potential applications in lithium ion batteries.
Benzer Tezler
- Bor atıklarından yüksek sıcaklık ve basınç liçiyle lityum kazanımı
Lithium recovery from boron production waste by high pressure-temperature leaching
NOHA YOUNES
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Çevre MühendisliğiFırat ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ERDEM
- Lityum piller için grafen oksit ve metal oksit içerikli kompozit anot elektrotlarının geliştirilmesi, karakterizasyonu ve uygulaması
Development, characterization and application of composite anode electrodes containing graphene oxide and metal oxide for lithium batteries
RECEP SIVACI
- Lityum iyon piller için ayırıcı olarak magnezyum borat takviyeli PVDF-HFP kompozit membranın elektro-eğirme yöntemi ile hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of PVDF-HFP composite membrane with magnesium borate reinforcement as a separator for lithium ion batteries by electro-spi̇nni̇ng method
SİMGE KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENGİN BURGAZ
- 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
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ
- Application of two dimensional and high surface area materials in energy conversion and storage devices
Enerji dönüştürme ve depolama cihazlarında iki boyutlu ve yüksek yüzey alanlı malzemelerin uygulanması
ONUR ERGEN
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUniversity of California BerkeleyFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALEX ZETTL