Lityum iyon bataryalarda silisyum/karbon kompozitlerinin anot malzemesi olarak kullanılması ve optimizasyonu

Abstract

Tez çalışması kapsamında, Li-iyon bataryalar (Li-iyon) için karbon (C) yapılı malzemeler sentezlenerek Li-iyon pillerde test edilmiştir. Aynı zamanda nano boyutta silisyum (Si) temin edilerek karbon malzemeler ile kompozitleri (Si/C) oluşturulmuş ve sentezlenen kompozitler de Li-iyon pillerde test edilmiştir. Kompozitlerin eldesinde karbon kaynağı olarak glikoz, glikozamin, kitosan kullanılmıştır. Glikoz, glikozamin, kitosan malzemeleri mikrodalga sentezi ile elde edilerek, ileri karbonizasyona tabii tutulmuş ve ardından bu malzemelerin anot düğme pilleri yapılarak galvanostatik şarj-deşarj çevrim testleri yapılmıştır. Si/C kompozit anot aktif malzemeleri de mikrodalgada sentezlendikten sonra ileri karbonizasyona tabii tutulmuş ve ileri karbonizasyon sonrası malzemeler ile anot düğme pilleri yapılarak galvanostatik şarj-deşarj çevrim testleri yapılmıştır. Her iki durumda da elde edilen elektrotların karakterizasyon analizleri yapılarak karşılaştırmaları yapılmıştır. Kapasite-çevrim testlerinde 100 çevrim sonunda 915 mAh/g kapasite değeri ile en iyi sonuç Si-glikozamin kompozit-2 malzemesinde elde edilmiştir.In the scope of the thesis, carbon (C) structured materials for lithium-ion batteries (Li-ion) were synthesized and tested in Li-ion batteries. At the same time, nanoparticles of silicon (Si) were obtained and prepared Si-carbon composites (Si/C). Si-C composites were also synthesized and tested in Li-ion batteries. Glucose, glucosamine, chitosan are used as carbon sources. Glucose, glucosamine, chitosan materials were obtained by microwave synthesis and subjected to advanced carbonization. Si/C composite anode active materials were also synthesized in microwaves and then carbonized. After carbonization, anode half cell batteries were prepared and galvanostatic charge-discharge cycle tests were performed. In both cases, characterization analyzes of the obtained electrodes were made and compared. At the end of 100 cycles of capacity-cycle tests, the best result with 915 mAh/g capacity was obtained in Si-glucosamine composite-2 material.