Telekom ve Mobil Teknolojiler

YENİ NESİL NANOMALZEMELER KULLANILARAK LİTYUM İYON PİL ÜRETİMİ

Günümüzde elektrik enerjisinin depolanması ve kullanılması için geliştirilmiş batarya sistemlerinden lityum iyon piller, diğer pillere kıyasla yüksek kapasite ve enerji yoğunluklarıyla cep telefonu ve dizüstü bilgisayarlarda geniş kullanım alanına sahiptir. Yapılan son çalışmalar, kullanılmakta olan lityum iyon pillerin kapasitesinin iyileştirilmesi için nanomalzemelerin kullanılabilirliği üzerine yoğunlaşmıştır.

Projemizde elektroeğirme yöntemi ile ürettiğimiz yeni nesil metal-oksit kompozit nanoliflerin lityum iyon pillerin katotlarında kullanılabilirliğini araştırmayı amaçladık. Amacımız doğrultusunda, hazırlanan polimer çözeltiler elektroeğirme yöntemi ile nanolifler haline getirildi. Kontrollü ısıl işlem ile yapıdaki polimerin uzaklaştırılması sağlandı. Lityum iyon pillerin elektrotlarında kullanılacak miktar elde edilene kadar üretim işlemlerine devam edildi. Üretim tamamlandığında, nanolifler gerekli bağlayıcılar ile karıştırılıp, lityum iyon düğme pil oluşturma basamaklarına uygun olarak, havasız argon ortamında yarı-hücre lityum iyon düğme pil üretimi gerçekleştirildi ve pil elektrokimyasal testlere tabi tutuldu.

Elde ettiğimiz sonuçlar;

• Bu çalışmada LiCoO2, LiCoO2/TiO2, Li2CoTi3O8 nanolif malzemeleri elektroeğirme yöntemi ile üretilmiştir. Üretilen nanoliflerin karakterizasyonları sonucunda, nanomalzemelerin düzgün kristal yapılar şeklinde olduğu görülmüştür.

• İstenilen yüksek yüzey alanına sahip nanomalzemeler üretilmiştir. Üretilen nanoliflerin, bu özellikleri ile istenilen yük taşıma ve depolama kabiliyetlerine sahip olabilecekleri anlaşılmıştır.

• Üretilen nanoliflerin lityum iyon pil katot yapısında kullanılması için pres işleminden sonra nanolif yapısının bozulmadığı görülmüştür. Bu sonuç, malzemenin mekanik kararlılığının yüksek olduğunu göstermektedir.

• Üretilen nanolifler lityum iyon düğme pil katot yapısında kullanılmıştır. Yapılan elektrokimyasal ölçümler ile üretilen nanoliflerin lityum iyon pillerin özelliklerini optimize ettiği görülmüştür.

• Üretilen bu katot malzemeler cep telefonlarında, dizüstü bilgisayarlarda, dijital fotoğraf makinelerinde, ayrıca tıbbi alanlar ve uzay araştırmalarında tercih edilen lityum iyon pillerde kullanılabilecektir.

• Elde edilen bu sonuçlar, lityum iyon pil katot malzemesi için farklı stokiyometrik oranlarda üretilen nanolifler ile lityum iyon pillerin elektrokimyasal performansını arttırma fikrini kazandırmıştır. Elektroeğirme yöntemi ile üretilen nanoliflerin mekanik kararlılığı ve kristalizasyonu arttırması nedeniyle lityum iyon pillerde yeni nesil nanomalzeme olarak kullanılması ve bu malzemenin uygulamaya geçirilmesi çalışmanın orijinalliğini ortaya koymaktadır.

Tags

Assessment

Awaiting Reviews
In Progress
3 of 28 completed
Değelendirme
Idea No. 56