Katı hal lityum iyon bataryalar için perovskit esaslı katı elektrolitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of perovskite-based solid electrolytes for solid state lithium ion batteries
- Tez No: 876841
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BERKE PİŞKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Katı Lityum İyon Bataryalar, Katı Elektrolitler, PerovskitOksit, Elektriksel Ölçümler, Solid Lithium Ion Batteries, Solid Electrolytes, Perovskite Oxides, Electrical Measurements
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Bu tez çalışması, yüksek sıcaklıkta güvenilir performans sağlayan katı elektrolitlerin kullanımını artırmak için ABO3 yapıya sahip perovskit oksitlerinin geliştirilmesini hedeflemektedir. Bunun için LiFeO3 ailesi perovskit gurubu seçilmiş olup A-yer Ba2+, Sr2+ ve Ce3+ elementlerle katkılanarak LixSr1-xFeO3, LixBa1-xFeO3 ve LixCe1-xFeO3 yapıların x=0,1, 0,3, 0,5, 0,7, 0,9 oranlarda elde edilmesi hedeflenmiştir. Bahsi geçen malzemelerin A yerinde Li+ iyonlarının taşındığı oktahedral kanalların büyütülmesi ile burada toplam iletkenliğin artırılması amacıyla toplam on beş adet numune, LSF, LBF ve LCF yapılarının 191, 371, 551, 731, 911 kompozisyonları sol-jel özelinde Pechini yöntemi ile sentezlenmiştir. Sentezlenen numunelerin tek fazlı kristal yapılarının elde edilmesi amacıyla LSF yapılarının 191, 371, 551, 731, 911 kompozisyonları 900 °C, LBF yapılarının 191, 371, 551, 731, 911 kompozisyonları 700 °C ve 6 saat kalsinasyonu yapılmıştır. Yapı analizler XRD ile yapılmış olup detayı bir şekilde incelendikten sonra, malzemelerin morfolojik incelenmesi için SEM analizleri yapılmıştır. LSF ve LBF yapılarının 191 kompozisyonlarının tamamen saf üretilmesi ile beraber LSF 371 ve 551 kompozisyonlarında sırasıyla %86,2 ve %80,2 oranında, LBF 371 ve 551 kompozisyonlarında ise sırasıyla %89 ve %78 oranında perovskit yapılar üretilmiş olup elektriksel ölçümler için seçilmiştir. Seçilmiş kompozisyonların elektriksel ölçüm sonuçlarına göre LSF yapılı perovskitlerin toplam iletkenliklerinin LBF yapılı perovskitlere göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Her iki LSF ve LBF yapıları için en yüksek toplam iletkenlik LSF191 ve LBF191 kompozisyonlarında sırasıyla 5,43×10-5 ve 2,55×10-6 S/cm olduğu gözlemlenmiştir. Yapısal analizlerden sonra LCF kompozisyonlarında ise perovskit yapısının oluşmadığı gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis aims to enhance the use of solid electrolytes that ensure reliable performance at high temperatures by developing perovskite oxides with the ABO3 structure. The selected perovskite family is LiFeO3, with doping at the A-site using Ba2+, Sr2+, and Ce3+ elements, targeting the synthesis of LixSr1-xFeO3, LixBa1-xFeO3, and LixCe1-xFeO3 structures at ratios of x=0.1, 0.3, 0.5, 0.7, and 0.9. The goal is to increase total conductivity by enlarging the octahedral channels through which Li+ ions are transported. Fifteen samples, including LSF, LBF, and LCF structures at compositions of 191, 371, 551, 731, and 911, were synthesized using the Pechini sol-gel method. To achieve single-phase crystal structures, the LSF compositions (191, 371, 551, 731, 911) were calcined at 900 °C, while the LBF compositions (191, 371, 551, 731, 911) were calcined at 700 °C for 6 hours. Structural analyses were conducted using XRD, and detailed examinations were performed. Additionally, SEM analyses were conducted to investigate the morphology of the materials. The LSF and LBF compositions at 191 were found to be completely pure. In the LSF 371 and 551 compositions, perovskite structures were produced at rates of 86.2% and 80.2%, respectively. For the LBF 371 and 551 compositions, the rates were 89% and 78%, respectively, and these compositions were selected for electrical measurements. Based on the electrical measurement results of the selected compositions, it was determined that the total conductivity of LSF-based perovskites was higher than that of LBF-based perovskites. The highest total conductivity for both LSF and LBF structures was observed in the LSF191 and LBF191 compositions, at 5.43×10-5 S/cm and 2.55×10-6 S/cm, respectively. After structural analyses, it was observed that perovskite structures did not form in the LCF compositions.
Benzer Tezler
- Synthesis, characterization, optimization, and electrochemical analysis of novel multimetal oxide materials for energy applications
Enerji uygulamalari i̇çin yeni multimetal oksit malzemelerin sentezi, karakterizasyonu, optimizasyonu ve elektrokimyasal analizi
AHMET AYTEKİN
Doktora
İngilizce
2024
Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENGİN KARABUDAK
- Sodyum iyon bataryalar ı̇çı̇n Na2/3Co1/3Ni1/3Mn1/3O2 katot aktı̇f malzemesı̇nı̇n sentezı̇ ve karakterı̇zasyonu
Synthesis and characterization of Na2/3Co1/3Ni1/3Mn1/3O2 cathode active material for sodium ion batteries
SELMA ECER
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Medeniyet ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVDA AVCI
- Bazı lityum metal vanadat içerme bileşiklerinin sentezi, karakterizasyonu ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis, characterization and research of some lithium metal oxide insertion compounds
FATMA KILIÇ
- Elektroeğirme yöntemi ile katı hal bataryalar için hegzagonal bor nitrür katkılı katı elektrolit üretiminin incelenmesi
Investigation of hegzagonal boron nitride added solid electrolyte production for solid state batteries by electrospinning method
ALİ ALAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
KimyaSelçuk ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAMDİ ŞÜKÜR KILIÇ
- Fiziksel buhar biriktirme yöntemiyle katı hal lityum iyon pil bileşenlerinin geliştirilmesi
Development of solid state lithium-ion battery components by physical vapor deposition method
ENGİN ALKAN
Doktora
Türkçe
2023
EnerjiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET OĞUZ GÜLER