Dy katkılanmış Li-iyon pillerde pil performanslarının araştırılması

Bu tez çalışmasında, Co iyonları yerine Dy ile modifiye edilen tabakalı yapıdaki LiCoO2 katot malzemelerinin yapısal, manyetik ve elektrokimyasal özellikleri incelenmiştir. Çalışmalar boyunca LiCo1-xDyxO2 (x=0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.1, 0.5, 1) katı hal reaksiyon tekniği ile başarılı bir şekilde üretilmiştir. Örneklerin yapısal özellikleri XRD, FTIR, Raman ve XAS ölçümleri kullanılarak analiz edilmiştir. Örneklerin örgü parametreleri açık kaynak kodlu Fullprof programı ile hesaplanmış ve birim hücre hacminin yapıdaki Dy miktarının artışı ile arttığı hesaplanmıştır. Örneklerin bağ yapısı ve Raman aktif modları Dy katkılı örneklerde araştırılmıştır. Örneklerin Co K-kenarı spektrumları ölçülmüş ve XANES ve EXAFS verileri incelenmiştir. Açık kaynak kodlu Athena programı ile örneklerin lokal yapısı belirlenmiştir. Katot malzemesi olarak Dy ile modifiye edilmiş LiCoO2 kullanılarak hücrelerin elektrokimyasal özellikleri ve pil performansları Cr2032 buton piller kullanılarak incelenmiştir. Örneklerin CV grafiklerinde anodik ve katodik pikler vardır ve galvanostatik testler 100 döngüye kadar incelenmiştir. Aynı zamanda oda sıcaklığında C-oranı performansları ölçülmüştür. x=0.04 katkılı örneğin pil performansı saf pile göre daha iyi kapasite ve kapasite azalma oranı gösterdiği bulunmuştur. Bu sonuç ticari olarak ümit vadeden bir durumdur. Pillerdeki kapasite azalma oranı ex-situ olarak FTIR, Raman, XRD ve XAS ölçümleri ile incelenmiş ve Dy katkılamasının pil hücre performansını artırmasının yapısal kararlılık ile ilişkili olduğu bulunmuştur.