Licoo2 katot aktif bileşiklerinin lif ile kaplanmasi ve elektrokimyasal ve kuantum özelliklerinin DFT metodu ile incelenmesi
Coating of licoo2 cathode active compounds with lif and investigation of electrochemical and quantum properties by DFT method
- Tez No: 963963
- Danışmanlar: PROF. DR. EMRE BİÇER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Savunma ve Savunma Teknolojileri, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sivas Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri (Disiplinlerarası) Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
Bu tez çalışmasında, lityum iyon bataryalarda yaygın olarak kullanılan LCO katot aktif malzemesinin elektrokimyasal performansının artırılması amacıyla, yüzey kaplama ve yoğunluk fonksiyonel teorisi (Density functional theory, DFT) tabanlı teorik analiz yöntemleri bir arada değerlendirilmiştir. LCO katot malzemesi, sol-jel, hidrotermal ve katı hal olmak üzere üç farklı yöntemle sentezlenmiş, bu yöntemler karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Elektrokimyasal test sonuçlarına göre, en yüksek özgül kapasite değerine sahip olan sol-jel yöntemi, çalışmanın devamında temel sentez yöntemi olarak seçilmiştir. Yüzey modifikasyonu amacıyla, farklı oranlarda (özellikle %2 ve %7) lityum florür (LiF) kaplaması uygulanmış ve bu kaplamaların LCO'nin yüzey kararlılığı ve elektrokimyasal davranışları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Kaplama sonrası 0,1 C akım yoğunluğunda %7 LiF ile kaplanmış örnekte 214 mAh/g kapasiteye ulaşılmış, bu da kaplamanın iyon iletkenliği ve yüzey koruma işlevi sayesinde performansı artırdığını göstermiştir. Ayrıca, DFT yöntemiyle yapılan hesaplamalar sonucunda, LiF kaplamasının LCO yüzeyi ile güçlü bir adsorpsiyon enerjisi oluşturduğu ve sistemin Gibbs serbest enerjisini azaltarak termodinamik olarak kararlı bir yapı sunduğu tespit edilmiştir. Bu çalışma, yüzey kaplaması ve teorik analizlerin birleşimiyle katot malzemelerinin performansını iyileştirme potansiyelini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the electrochemical performance enhancement of LCO, a widely used cathode active material in lithium-ion batteries, was investigated through surface coating and theoretical analysis based on Density Functional Theory (DFT). LCO was synthesized via three different methods: sol-gel, hydrothermal, and solid-state, and the results were comparatively evaluated. Among these, the sol-gel method demonstrated the highest specific capacity and was selected as the primary synthesis route for subsequent studies. To improve surface stability and electrochemical behavior, LiF (lithium fluoride) coatings at different ratios (notably 2% and 7%) were applied to the LCO surface. The coated samples were tested under various current rates, and it was found that the 7% LiF-coated electrode achieved a capacity of 214 mAh/g at 0,1 C, indicating a significant enhancement in performance due to improved ionic conductivity and surface protection provided by the LiF layer. Furthermore, DFT-based theoretical calculations revealed that the LiF coating formed a strong adsorption interaction with the LCOsurface, reducing the Gibbs free energy of the system and contributing to thermodynamic stability. The adsorption energy, enthalpy, entropy, and optimized molecular geometries confirmed the favorable interaction between LiF and the LCO surface. This study demonstrates that integrating surface modification techniques with quantum-level theoretical analysis offers a comprehensive approach to improving the performance and stability of cathode materials for advanced lithium-ion battery applications.
Benzer Tezler
- Şarj edilebilir lityum bataryalarda katot aktif madde olarak kullanılan LiMn2O4 bileşiğinin çoklu katyon katkılama ile döngü performansının iyileştirilmesi
Improving cycle performance of LiMn2O4 as cathode material for rechargeable lithium batteries, by multiple cation doping
NİLAY AKKUŞ
- 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
- Kobalt katkılanmış lityum içerme bileşiklerinin sentezi karakterizasyonu ve doldurulabilir lityum piller
Synthesis and characterization of cobalt doped lithium insertion compounds and rechargeable lithium batteries
HALİL ŞAHAN
- Sol-jel yöntemi ile üretilen LiMn2-xMxO4 (M = Li, Co) tozundan laminasyon yöntemi ile lityum iyon piller için katot üretilmesi ve karakterizasyonu
LiMn2-xMxO4 (M = Li, Co) cathode production via sol-gel method and characterization for li-ion batteries
BAKİ ANIL ÖZKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜL KELEŞ
- Lityum iyon pillerde yeni organik polimerler
Novel organic polymers in lithium-ion batteries
EMRE BİÇER