Şarjedilebilir Piller için Çevre Dostu ve Düşük Maliyetli Na,Fe Bazlı Yeni Elektrotların Araştırılması ve Sıcaklığa Bağlı Pil Performanslarının Belirlenmesi

Abstract

Proje çalısmasında Na0.67Mn0.5Fe0.5-xMxO2 sisteminde Fe elementi yerine belli oranlarda (x=0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.10) M= Al, Ti ve Si elementleri ayrı ayrı katkılanmıstır. Örneklerin üretimleri katı hal reaksiyon yöntemi modifiye edilerek 1000 oC?de ani sogutma islemi ile basarılı bir sekilde gerçeklestirilmistir. Üretiln örneklerin yapısal özellikleri XRD, FTIR ve SEM analizleri yapılarak incelenmistir. Üretilen örneklerin kristal örgü parametreleri ise GSAS-II programı kullanılarak hesaplanmıstır. Basarılı bir sekilde üretilen Na0.67Mn0.5Fe0.5-xMxO2 (M = Al,Ti, Si) (x=0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.10) katotları kullanılarak Cr2032 pil hücreleri üretilmistir. Bu pillerin elektrokimyasal pil performasları için CV, kapasite ölçümleri ve C-rate ölçümleri alınmıstır. Üretilen örneklerin kapasite ölçümleri 1.5-4 V aralıgında C/3 hızında 100 döngülük sarj/desarj ölçümleri alınmıstır. Ayrıca CR2032 hücrelerin sıcaklıga baglı performans ölçümleri pillerin optimum çalısma aralıgı olan 10 ve 50oC sıcaklık aralıklarında gerçeklestirilmistir. Yapılan pil performans analizlerinde Al, Ti ve Si katkılamasıyla üç farklı sistemde incelenen bu örneklerin her birinin katkısız malzemeye göre ayrı avantajları oldugu görülmüstür.Al katkılaması yapılan örneklerde en iyi kapasite ölçümü 134.3 mAh/g ile x=0.07 katkılı örnegi 10 oC?de ve 50 oC?de oldukça iyi bir pil performansı oldugu bulunmustur. Ti katkılı örneklerde en iyi pil performansını 128 mAh/g ile x=0.01 katkılı örnek olurken en iyi kapasite stabilitesini % 82 kapasite tutma oranıyla x=0.08 katkılı örnek olmustur. Si katkılaması yapılan örneklerde ise oda sıcaklıgındaki en iyi kapasiteyi 140 mAh/g ile x=0.02 olurken 10 oC?de x=0.05, 50 oC?de ise x=0.07 olmustur. Genel olarak baktıgımızda Al, Ti ve Si katkılamsıyla katkısız örnege göre pil performanslarının arttıgı bulunmustur.