UTILIZATION OF COLLOIDAL PRINCIPLES IN CARBON COATING OF ELECTROACTIVE MATERIALS
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: YASEMİN AŞKAR
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Simge Çinar Aygün
Eş Danışman: Bora Maviş
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Artan enerji talebi, yüksek hacimsel enerji yoğunluğuna sahip batarya sistemlerini gerektirmektedir, bu nedenle mevcut hedeflerden biri, birim hacim başına yüklenebilecek aktif malzeme miktarını maksimize etmektir. Bu durum doğrudan partiküllerin dağıtıklık durumu ile ilgilidir ve yüksek hacimsel enerji yoğunluğunu elde etmek için dağılabilir partiküller gereklidir. Aktif malzemelerin elektriksel iletkenliğini arttırmak için kullanılan karbon kaplama, partiküllerin aglomerasyonunda önemli rol oynamaktadır. Bu nedenle bu tezde, tekil elektroaktif malzemelerin dağıtılabilirliğini koruyacak şekilde uygun bir karbon kaplama prosedürünün geliştirilmesi amaçlanmıştır. Burada, yeni bir yaklaşım olarak, tam karbon kaplamalı, dağılabilir parçacıkları sentezlemek için kolloidal ilkelerin kullanımı ve ardından piroliz işlemi gerçekleştirilmiştir. Model sistem olarak LiFePO4 (LFP) elektroaktif malzemesi seçilmiştir. İlk olarak, polyol yöntemi ile tekil olarak dağıtık LFP parçacıkları üretilmiştir. Yalın LFP parçacıkları üzerindeki zeta potansiyel analizlerinden sonra, CTAB (setiltrimetilamonyum bromür) yüzey aktif madde olarak seçilmiş ve bir karbon kaynağı olarak kullanılmıştır. CTAB'in LFP'ye kritik oranı zeta potansiyelinin işaretinin değiştiği ve stabilize olduğu nokta ile belirlenmiştir ve iki aşamalı bir piroliz prosedürü tasarlanmıştır. Bu proseste üretilen optimum karbon kaplı tekil parçacıklar ve yalın LFP numuneleri dağıtılabilirlik, doldurma yoğunluğu, ve elektrokimyasal performans açıdan karşılaştırıldı. Yalın LFP (1.11 g∙cm-3) ve karbon kaplı LFP parçacıklarının (1.16 g∙cm-3) doldurma yoğunluğu oldukça benzer elde edilmiştir. Sonuçlar, burada kullanılan zeta potansiyeli analizine dayalı yaklaşımın uygulanabilirliğini doldurma yoğunluğunda ve dağıtılabilirlikte herhangi bir kayıp olmaksızın homojen karbon kaplama üretimi ile göstermektedir.