Lityum hava bataryaları için lityum alüminyum titanyum fosfat esaslı cam seramik membranların geliştirilmesi

Anahtar kelimeler: Lityum-Hava, Piller, LATP Membran, Aktivasyon Enerjisi, İyonik İletkenlik Yaklaşık 11 kWh.kg-1 spesifik enerji yoğunluğu ile benzine çok yakın spesifik enerji yoğunluğuna sahip olan lityum hava pilleri tüm dünyada ilgi çekmektedir. Lityum hava pillerinin geliştirilmesinde karşılaşılan problemlerden birisi kullanılan elektrolitlerin kimyasının anlaşılması ve yüksek iyonik iletkenlik değerlerine sahip katı elektrolitlerin geliştirilmesidir. Bu çalışmada lityum hava pillerinde kullanılabilecek yüksek iyonik iletkenliği sahip Lityum Alüminyum Titanyum Fosfat esaslı (LATP) lityum iyon iletken cam seramik membran üretimi hedeflenmiş0tir. Bu tez çalışmasın da LATP katı elektrolitler sol-jel ve ergitme döküm yöntemi olmak üzere iki farklı yöntem kullanılarak toz halinde sentezlenmiş ve farklı sıcaklıklarda kristallendirme işlemleri gerçekleştirilmiştir. Üretilen LATP tozlarının yüzey morfolojileri taramalı elektron mikroskobu, faz analizi X-ışınları kırınımı ve Raman spektroskopisi analizleri ile karakterize edilmiştir. Diferansiyel termal analiz yöntemi ile kristallendirme sıcaklıkları belirlenerek parametreler optimize edilmiştir. Pelet haline getirilen LATP tozları farklı sıcaklıklarda sinterlenmiş ve farklı sıcaklıklarda empedans ölçümleri gerçekleştirilerek aktivasyon enerjisi değerleri ve iyonik iletkenlik değerleri hesaplanmıştır. Ayrıca Sol-jel yöntemi ile üretilen LATP elektrolitlerine sülfür katkısı yapılarak iyonik iletkenlik değerleri geliştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında yaklaşık 200 um kalınlığında 16 mm çapında LATP katı elektrolit mebranlar hazırlanmıştır. Sol-Jel yöntemi ve döküm yöntemi ile üretilen LATP membranlar sırayla 3,2x10-4 S/cm-1 ve 2,7x 10-6 S/cm-1 iyonik iletkenlik değeri gösterirken, sülfür katkılı LATP membranlar 1,34x10-4 S/cm-1 iyonik iletkenlik değer göstermiştir.