Electrochemical impedance analysis of lithium cobalt oxide batteries
Lityum kobalt oksit pillerin elektrokimyasal empedans analizi
- Tez No: 780157
- Danışmanlar: PROF. DR. MARK E ORAZEM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: University of Florida
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 36
Özet
Ticari LiCoO2 ikincil 2032 düğme pillerdeki empedans ölçümlerinin şarj durumu, aşırı şarj, aşırı deşarj ve geçen süreye karşı son derece hassas olduğu gösterilmiştir. LiCoO2 hücreleri başlangıçta galvanostatik kontrol altında 3.80 V'a yüklendi. Her hücre potansiyostatik olarak sabit hücre potansiyelinde tutuldu. Sabit potansiyel dinlenme periyodundan sonra empedans, 10 mV pertürbasyon ve 100 kHz – 0,02 Hz frekans aralığı kullanılarak ölçülmüştür. Empedans ölçümü sırasında doğrusallığı sağlamak için Lissajous grafikleri kullanıldı. Her empedans ölçümünün ardından hücre potansiyeli, şarj ve deşarj profilleri için 0,20 V'luk adımlarla potansiyostatik olarak değiştirildi. Aynı şekilde, deşarj profili analizi, şarj çizelgesinin hemen ardından gerçekleştirildi. Aşırı şarjın etkisini incelemek için, hücre başlangıçta 4,20 V'a kadar sabit akım altında şarj edildi. 5,00 V'a kadar (dahil) her 80 mV kademesinde empedans ölçümleri yapıldı. Aşırı deşarj için benzer bir protokol izlendi. Empedans ölçümleri, 2.20 V'a kadar ve dahil olmak üzere her 80 mV adımında gerçekleştirildi. 5 V'luk bir potansiyele kadar aşırı şarj edildikten sonra, pilin açık devre durumunda dört gün gevşemesine izin verildi. Açık devrede tutulduğunda, aşırı şarj edilmiş pil hızla nominal çalışma aralığında bir hücre potansiyeline ulaştı. 2.20 V'luk bir potansiyele aşırı deşarjdan sonra, pilin açık devre durumunda dört gün gevşemesine izin verildi. Açık devrede tutulduğunda, aşırı boşalmış pil de nominal çalışma aralığında bir hücre potansiyeline ulaştı, ancak bu süreç daha yavaştı. Empedans tepkisi, aşırı şarja maruz kalan ve normal hücre potansiyellerine geri dönen bir madeni para pilin elektrokimyasal özelliklerinde kalıcı bir değişiklik gösterdi; oysa, elektrokimyasal özellikler, aşırı deşarja maruz kalan bir madeni para pil için hızla normale döndü ve normal hücre potansiyellerine geri döndü. Geçen zamanla birlikte empedans tepkisindeki değişikliğin Ohmik dirençteki bir değişiklikten kaynaklandığını göstermek için ölçüm modeli analizi kullanıldı.
Özet (Çeviri)
Impedance measurements on commercial LiCoO2 secondary 2032 button cells are shown to be extremely sensitive to state-of-charge, overcharge, overdischarge, and elapsed time. The LiCoO2 cells were initially charged under galvanostatic control to 3.80 V. Each cell was potentiostatically held at constant cell potential. After the constantpotential rest period, the impedance was measured using a 10 mV perturbation and 100 kHz – 0.02 Hz frequency range. Lissajous plots were used to ensure linearity during the impedance measurement. Following each impedance measurement, the cell potential was potentiostatically modified for the charge and discharge profiles in 0.20 V steps. In the same manner, the discharge profile analysis was executed immediately following the charge schedule. To study the influence of overcharge, the cell was initially charged under constant current to 4.20 V. Impedance measurements were performed at each 80 mV step up to and including 5.00 V. A similar protocol was followed for the overdischarge. Impedance measurements were performed at each 80 mV step down to and including 2.20 V. After overcharging to a potential of 5 V, the battery was allowed to relax for four days at the open-circuit condition. When held at open circuit, the overcharged battery rapidly reached a cell potential within the nominal operating range. After overdischarging to a potential of 2.20 V, the battery was allowed to relax for four days at the open-circuit condition. When held at open-circuit, the overdischarged battery also reached a cell potential within the nominal operating range, but this process was slower. The impedance response showed a persistent change to the electrochemical characteristics of a coin cell subjected to overcharge and returned to normal cell potentials; whereas, the electrochemical characteristics returned quickly to normal for a coin cell subject to overdischarge and returned to normal cell potentials. Measurement model analysis was used to show that the change in the impedance response with elapsed time was due to a change in the Ohmic resistance.
Benzer Tezler
- Electrochemical impedance spectroscopy analysis and modeling of lithium cobalt oxide/carbon batteries
Başlık çevirisi yok
SALİM EROL
- High energy density cathode active materials for lithium-ion batteries
Başlık çevirisi yok
MEHMET NURULLAH ATEŞ
- Ni-rich LiNixMnyCozMvO2 (X>0.6) cathode material development for Li-ion batteries
Li-iyon bataryalar için Ni-zengin LiNixMnyCozMvO2 (x>0.6) katot malzeme geliştirme
MUSTAFA ALP YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KADRİ AYDINOL
- Lityum iyon bataryalar için kobalt içermeyen düşük maliyetli katot elektrotlarının sentezi
Synthesis of cobalt-free low-cost cathode electrodes for lithium-ion batteries
SÜMEYYE KILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET OĞUZ GÜLER
- Graphene based materials obtained from graphite and polyacrylonitrile based carbon fiber for energy storage and conversion systems
Enerji depolama ve dönüşüm sistemleri için grafit ve poliakrilonitril esaslı karbon fiberden grafen tabanlı malzemelerin üretilmesi
MEHMET GİRAY ERSÖZOĞLU
Doktora
İngilizce
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
PROF. DR. YÜCEL ŞAHİN