Lityum iyon pillerde hekzagonal bor nitrürün ayırıcı özelliklerine etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of hexagonal boron nitride on the separator properties in lithium-ion batteries
- Tez No: 921923
- Danışmanlar: PROF. DR. NURAN AY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Enerji, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences, Energy
- Anahtar Kelimeler: Enerji depolama, Karakterizasyon, Lityum iyon pil, Energy storage, Characterization, Lithium ion battery
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, farklı ticari ayırıcıların (Celgard 2400, Celgard 3501, cam fiber Gelon ve Whatman GF/D) Bor Nitrür Nano Sheet (BNNS) ile kaplanmasının lityum iyon pil performansına etkileri incelenmiştir. BNNS, SDS ve CTAC yüzey aktif maddeleri kullanılarak su, izopropil alkol ve etanol içinde eksfoliasyon işlemi yapılmıştır. FTIR, XRD, Zeta potansiyeli ve SEM analizleriyle karakterize edilmiştir. En stabil BNNS içeren I_25-1S kodlu numune ile farklı oranlarda PVDF içeren altı kaplama çözeltisi hazırlanmıştır. Kaplanan ayırıcıların XRD, FTIR, katlanma davranışı, temas açısı, termal kararlılık ve mikroyapı analizleri yapılmıştır. Polimer ayırıcılarda elektrolit temas açısı önemli ölçüde düşmüş (PP'de 40,28°'den 0-18,08°'ye), (3501'de 16,02°'den 2,5-10,08°'ye). BNNS kaplama, polimer ayırıcıların termal dayanımını artırmış, özellikle 3501 kodlu ayırıcı 150°C'de kaplanmamış halde deforme olurken, kaplanmış halde bozulmamıştır. Elektrokimyasal testlerde, BNNS kaplı ayırıcıları içeren hücrelerin şarj kapasiteleri artmış ve yaklaşık 3,6V'a kadar deşarj kapasiteleri yükselmiştir. Nyquist grafiklerinde tüm kaplanmış ayırıcılı hücrelerde yük transfer direnci azalmıştır. Bu sonuçlar, BNNS kaplamanın ayırıcı özelliklerini ve pil performansını iyileştirdiğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the effects of coating different commercial separators (Celgard 2400, Celgard 3501, glass fiber Gelon, and Whatman GF/D) with Boron Nitride Nano Sheets (BNNS) on lithium-ion battery performance were investigated. BNNS was exfoliated using SDS and CTAC surfactants in water, isopropyl alcohol, and ethanol and characterized by FTIR, XRD, zeta potential, and SEM analyses. Six coating solutions containing different ratios of PVDF were prepared using the I_25-1S sample, which exhibited the most stable BNNS. The coated separators were analyzed in terms of XRD, FTIR, folding behavior, contact angle, thermal stability, and microstructure. The electrolyte contact angle significantly decreased in polymer separators (from 40.28° to 0-18.08° in PP and from 16.02° to 2.5-10.08° in 3501). BNNS coating enhanced the thermal stability of polymer separators, particularly in the 3501 separator, which deformed at 150°C in its uncoated state but remained intact when coated. Electrochemical tests showed that the charge capacities of cells containing BNNS-coated separators increased, and their discharge capacities rose to approximately 3.6V. Nyquist plots indicated a reduction in charge transfer resistance in all cells with coated separators. These findings demonstrate that BNNS coating improves separator properties and enhances battery performance.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of polymer/hbn composite electrolytes for sodium–ion batteries
Sodyum-iyon pıllerde kullanım amaçlı polımer/hbn kompozıt elektrolıtlerın sentezı ve karakterızasyonu
ABUBAKAR HAMISU
- Design of boron doped (nickel manganese cobalt containing) NMC 811 cathode active materials
Bor katkılanmış (nikel mangan kobalt içeren) NMC811 katot aktif malzemelerinin tasarımı
İBRAHİM CAN TOPAKTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
- Lityum-sülfür piller için altıgen bor nitrür takviyeli nanokompozit elektrolitlerin geliştirilmesi
Development of hexagonal boron nitride reinforced nanocomposite electrolytes for lithium-sulfur batteries
ABDULLAH UYSAL
Doktora
İngilizce
2025
EnerjiGebze Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. ŞÖLEN KINAYYİĞİT
- Designing nanostructured silicon frameworks from zintl precursors for high-energy density lithium-ion batteries
Yüksek enerji yoğunluklu lityum-iyon piller için zintl fazlarından nanoyapılı silisyum iskeletlerin tasarlanması
ASLI CEREN CAN
- Lityum iyon piller için birlikte çöktürme yöntemi ile kobalt içermeyen katot malzemesi üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of cobalt free cathode materials via co-precipitation method for lithium ion batteries
DİLA SİVLİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ