Termoelektrik katkılı yenilikçi kompozit lityum iyon batarya katot malzemelerinin araştırılması

Bu tez çalışmasının amacı, termoelektrik malzeme ilavesiyle sıcaklık değişimlerinin avantaja dönüştüğü yüksek performanslı katot malzemelerinin araştırılmasıdır. Bu amaçla, termoelektrik malzemeler, performans düşüşüne neden olan atık ısıyı uzaklaştırma ve akım yoğunluğunu artırmak için daha fazla serbest elektron sağlama yeteneklerini test etmek için katot malzemelerine katkılanmıştır. Probleme yaklaşım, lityum iyon pillerdeki en önemli problemlerden biri olan ve kimyasal faaliyetler sırasında ortaya çıkan ısınma problemini dezavantajdan avantaja dönüştürmek olmuştur. Bu amaçla zayıf katot özelliklerine sahip olduğu bilinen LiFeO2 malzemesine çeşitli ikame işlemleri ile katodik özellikleri etkileyebilecek elektronik ve kristal yapı özellikleri incelenmiştir. LiFeO2'nin pil yapılarında kullanılması, performans değerlerinin sıcaklığın etkisine verdiği tepkinin daha net görülebilmesi ve malzemede oluşan termal etkilerin ne kadar ısıl etki yaratabileceğinin görülebilmesi için kompozit malzemeler (LiFeO2 + CrFe2O4) hazırlanmıştır. Yapılan araştırmalar, 400 K üzerinde en iyi termoelektrik özelliklere sahip olan 0,1 ve 0,2 M CrFe2O4 malzeme katkılarının katot malzemesi üzerinde zayıf da olsa olumlu bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Katkılanan termoelektrik malzemeleri, özellikle termoelektrik malzemelerin çalışma sıcaklıkları civarında daha iyi iyonik iletkenlik sonuçları göstermiştir. İnterkalasyon işlemleri sırasında açığa çıkan ısıyı azaltmak ve aktif şarj veya deşarj sırasında performansı iyileştirmek için katot malzemelerine kabul edilebilir miktarlarda termoelektrik malzemeler eklenebileceği sonucuna varılmıştır.