High capacity anode materials for lithium - ion batteries

Dünyada yükselen enerji ihtiyacı, yenilenemez enerji rezervlerinin azalmasına, harcanan fosil yakıtların da küresel iklim değişimine yol açmasına sebep olmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının elde edilen enerjiyi saklayabilen elektrokimyasal enerji depolama sistemleri (EESS), fosil yakıtlara çevre dostu bir alternatif oluşturmaktadır. Diğer sistemlere göre çeşitli yönlerden avantaj sağlayan lityum iyon pilleri, an itibariyle en popüler EESSdir. Fakat, elektrikli araçlar gibi yüksek enerji tüketen uygulamalarda kullanılabilmeleri için, daha yüksek kapasiteli elektrot malzemeleri gerekmektedir. Bu çalışmada, aluminyum ve silikon gibi iki farklı yüksek kapasiteli anot malzemesi sunulmaktadır. Ticari kullanımlarına engel olan problemler işaret edilip, çözüm önerileri sunulmaktadır. Aluminyumun özelliklerini geliştirmek için, sputtering metodu ile aluminyum bakır ince filmleri üretilip, daha sonra yaşlandırarak sertleştirme metodu uygulanmaktadır. Yaşlandırarak sertleştirme metodunun gerçekten de aluminyum anot malzemesinin stabilitesini arttırdığı gözlemlenmiştir. Diğer çalışmada ise, lazer ile aşındırma yöntemini kullanarak, 20 nmden küçük silikon nanoparçacıklar üretilip, elektro lif çekimi yöntemiyle hazırlanmış karbon nanoliflerin (KNL) içine gömülmüştür. Elektrokimyasal pil testleri; yalnız KNL ile, ticari silikon & KNL kompoziti ile, ve lazer ile aşındırma yöntemi ile üretilmiş silikon & KNL kompoziti ile gerçekleştirilmiştir. Bu kompozitlerin kapasite stabiliteleri ve değişik akımlardaki performansları gözlenmiştir.