Sb ikamesi yapılmış Na0.66MnO2 katot materyalinin üretimi ve elektrokimyasal performansının araştırılması
Synthesis and electrochemical performance investigation of Sb-doped Na0.66MnO2 cathode material.
- Tez No: 987776
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDİNÇ ÖZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Sodyum-İyon Pilleri, Katot Materyalleri, P2-Tipi Na0.66MnO2, Sb İkamesi, Elektrokimyasal Performans, Sodium-Ion Batteries, Cathode Materials, P2-type Na0.66MnO2, Sb Substitution, Electrochemical Performance
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Bu çalışmada, sodyum-iyon pilleri (SİP) için yüksek kapasiteli ve maliyet etkin bir katot materyali olan katmanlı P2-tipi Na0.66MnO2 yapısının elektrokimyasal performansını ve yapısal kararlılığını artırmak amacıyla Sb (Antimon) ikamesinin etkileri araştırılmıştır. Yöntem: Na0.66Mn1-xSbxO2 (x= 0.005, 0.01, 0.02, 0.03, 0.05) kompozisyonundaki materyaller yüksek sıcaklık katı-hal reaksiyon yöntemi ile sentezlenmiştir. Sentezlenen numunelerin kristal yapısı XRD (Bruker D2 PHASER), yüzey morfolojisi SEM (Zeiss Crossbeam 540) ve elementel kompozisyonu EDX teknikleri ile karakterize edilmiştir. Elektrokimyasal performans, 2.0 - 4.0 V voltaj aralığında çevrimsel voltammetri (CV) ve galvanostatik şarj-deşarj testleri ile belirlenmiştir. Bulgular: XRD analizleri, Sb ikamesinin saf P2 fazının oluşumunu desteklediğini ve kafes parametrelerinde (özellikle c-ekseninde) genişlemeye yol açarak sodyum iyonlarının difüzyon yolunu rahatlattığını göstermiştir. SEM görüntüleri, Sb katkısıyla partikül boyutunun optimize edildiğini ve yüzey aglomerasyonunun azaldığını kanıtlamıştır. Elektrokimyasal testlerde, Sb katkılı numunelerin saf Na0.66MnO2'ye oranla daha yüksek kapasite koruması ve geliştirilmiş hız yeteneği sergilediği gözlemlenmiştir. Sonuç: Sb ikamesinin, katmanlı Mn-bazlı katotlarda Jahn-Teller distorsiyonunu baskılayarak yapısal kararlılığı artırdığı ve uzun döngü ömrü sağladığı sonucuna varılmıştır. Bu çalışma, düşük maliyetli sodyum-iyon batarya teknolojilerinin ticari potansiyelini artırmak için etkili bir doping stratejisi sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Aim: In this study, the effects of Sb (Antimony) substitution on the electrochemical performance and structural stability of layered P2-type Na0.66MnO2, a high-capacity and cost-effective cathode material for sodium-ion batteries (SIBs), were investigated. Method: Materials with the composition Na0.66Mn1-xSbxO2 (x= 0.005, 0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.05) were synthesized using the high-temperature solid-state reaction method. The crystal structure, surface morphology, and elemental composition of the synthesized samples were characterized by XRD, SEM, and EDX techniques, respectively. Electrochemical performance was determined through cyclic voltammetry (CV) and galvanostatic charge-discharge tests within a voltage range of 2.0 -4.0 V. Findings: XRD analysis showed that Sb substitution promotes the formation of a pure P2 phase and leads to expansion in lattice parameters (especially in the c-axis), facilitating the diffusion path of sodium ions. SEM images proved that Sb doping optimizes particle size and reduces surface agglomeration. Electrochemical tests revealed that Sb-doped samples exhibit higher capacity retention and improved rate capability compared to pristine Na0.66MnO2. Results: It was concluded that Sb substitution enhances structural stability and provides long cycle life by suppressing Jahn-Teller distortion in layered Mn-based cathodes. This study offers an effective doping strategy to increase the commercial potential of low-cost sodium-ion battery technologies.
Benzer Tezler
- Çeşitli yağ ikame maddelerinin ayran kalite kriterleri üzerine etkilerinin belirlenmesi
Determination of effects of using fat replacers on ayran quality
TUĞBA KÖK TAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Gıda MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEYNEP SEYDİM
- ATM networks and ATM switching architectures
ATM (Asenkron transfer modu) ağları ve ATM seçici mimarileri
TOLGA AÇIKÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BÜLENT ÖRENCİK
- MÖ I.Binyıl Kuzey Suriye Bölgesi saray mimarisi
The palace architecture of North Syrian region during the first Millenium BC
ZİYA MUSLUOĞLU
- Ali b. Rabben et-Taberi ve Firdevsü'l hikme'de insan sağlığı ve hastalıklar
Ali b. Rabben al-Tabari and human health and diseases in Firdaus al-hikmah
MEHMET BAĞCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
DinAnkara Üniversitesiİslam Tarihi ve Sanatları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAHİDE BOZKURT