Utilization of colloidal principles in carbon coating of electroactive materials
Elektroaktif malzemelerin karbon kaplanmalarında koloidal ilkelerin kullanılması
- Tez No: 764793
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SİMGE ÇINAR AYGÜN, PROF. DR. BORA MAVİŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kaplama, Kompozitler, Lityum demir fosfat, Setiltrimetilamonyum bromür, Coating, Composites, Lithium iron phosphate, Cetyltrimethylammonium bromide
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Artan enerji talebi, yüksek hacimsel enerji yoğunluğuna sahip batarya sistemlerini gerektirmektedir, bu nedenle mevcut hedeflerden biri, birim hacim başına yüklenebilecek aktif malzeme miktarını maksimize etmektir. Bu durum doğrudan partiküllerin dağıtıklık durumu ile ilgilidir ve yüksek hacimsel enerji yoğunluğunu elde etmek için dağılabilir partiküller gereklidir. Aktif malzemelerin elektriksel iletkenliğini arttırmak için kullanılan karbon kaplama, partiküllerin aglomerasyonunda önemli rol oynamaktadır. Bu nedenle bu tezde, tekil elektroaktif malzemelerin dağıtılabilirliğini koruyacak şekilde uygun bir karbon kaplama prosedürünün geliştirilmesi amaçlanmıştır. Burada, yeni bir yaklaşım olarak, tam karbon kaplamalı, dağılabilir parçacıkları sentezlemek için kolloidal ilkelerin kullanımı ve ardından piroliz işlemi gerçekleştirilmiştir. Model sistem olarak LiFePO4 (LFP) elektroaktif malzemesi seçilmiştir. İlk olarak, polyol yöntemi ile tekil olarak dağıtık LFP parçacıkları üretilmiştir. Yalın LFP parçacıkları üzerindeki zeta potansiyel analizlerinden sonra, CTAB (setiltrimetilamonyum bromür) yüzey aktif madde olarak seçilmiş ve bir karbon kaynağı olarak kullanılmıştır. CTAB'in LFP'ye kritik oranı zeta potansiyelinin işaretinin değiştiği ve stabilize olduğu nokta ile belirlenmiştir ve iki aşamalı bir piroliz prosedürü tasarlanmıştır. Bu proseste üretilen optimum karbon kaplı tekil parçacıklar ve yalın LFP numuneleri dağıtılabilirlik, doldurma yoğunluğu, ve elektrokimyasal performans açıdan karşılaştırıldı. Yalın LFP (1.11 g∙cm-3) ve karbon kaplı LFP parçacıklarının (1.16 g∙cm-3) doldurma yoğunluğu oldukça benzer elde edilmiştir. Sonuçlar, burada kullanılan zeta potansiyeli analizine dayalı yaklaşımın uygulanabilirliğini doldurma yoğunluğunda ve dağıtılabilirlikte herhangi bir kayıp olmaksızın homojen karbon kaplama üretimi ile göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The increasing energy demand requires battery systems with high volumetric energy density, therefore one of the current aims is to maximize the amount of active material that can be loaded per unit volume. This situation is directly related to the particle agglomeration state and dispersible particles are required to achieve high volumetric energy density. Carbon coating, which is used to increase the electrical conductivity of active materials, also plays a significant role in the agglomeration of the particles. For this reason, in this thesis, it was aimed to develop a suitable carbon coating procedure in such a way that individual electroactive materials maintain their dispersibility. Herein, as a novel approach, colloidal principles and a proceeding pyrolysis step were used to synthesize dispersible particles with full carbon coverage. LiFePO4 (LFP) electroactive material was chosen as the model system. Individually dispersible LFP particles were produced with the polyol method. After zeta potential analyses on pristine LFP particles, CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) was chosen as the surfactant and used as a carbon source for pyrolysis. The critical ratio of CTAB to LFP at which zeta potential reverses sign and stabilizes were determined and a two-stage pyrolysis procedure was designed. The optimal carbon-coated individual particles produced in this process and bare LFP were compared in terms of their dispersibility, tap density, and electrochemical performance. The tap density of the pristine LFP (1.11 g∙cm-3) and carbon-coated LFP particles (1.16 g∙cm-3) was obtained quite similar. Results demonstrate the applicability of the zeta potential analysis-based approach utilized herein producing homogeneous carbon coating without any loses in tap density and dispersibility.
Benzer Tezler
- Derin ötektik çözücüler ile fındık küspesinden protein ekstraksiyonu ve fındık proteinlerinin karakterizasyonu
Protein extraction from hazelnut meal and characterization of hazelnut protein
ESRA KİBAR BALBALLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Gıda MühendisliğiSakarya ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLŞAH KARABULUT
- The modification of divergent magnetite nanoparticles with cyclodextrin and applications in magnetic hyperthermia
Farklı magnetit nanoparçacıkların siklodekstrin ile modifikasyonu ve manyetik hipertermi uygulamaları
MİRAY ŞENKAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Kimya MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEM LEVENT ALTAN
- Utilization of natural polyelectrolytes in wastewater treatment
Doğal polielektrolitlerin atıksu arıtımında kullanılması
BERNA HASÇAKIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. DENİZ DÖLGEN
- Effect of double emulsion technique and utilization of buttermilk powder as emulsifier on ice cream quality
İkili emülsiyon tekniği ve emülgatör olarak yayıkaltı tozu kullanımının dondurma kalitesi üzerine etkileri
ECE ÇELEBİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Gıda MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ TOPCU
PROF. DR. HAMDİ BARBAROS ÖZER
- Colloidal photonics of semiconductor nanocrystals: From polarized color conversion to efficient solar concentration
Yarıiletken nanokristallerin koloidal fotoniği: Polarize renk dönüşümünden verimli güneş ışığı yoğunlaştırılmasına
KIVANÇ GÜNGÖR
Doktora
İngilizce
2018
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR