Temperature-dependent electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of lithium thionyl chloride and Li-ion batteries

Piller ya da bataryalar, geçtiğimiz yıllarda sıkça araştırılan ve geliştirilen, taşınabilir ve portatif cihazlarda kullanılan enerji depolama sistemleridir. Velhasıl, pillere kullanım sırasında ve çalışır vaziyette teşhis ve tanı konulması azami derecede önem arz etmektedir. Dolayısıyla, deneysiz bir elektrokimya düşünülemez; ilm-i kimya, tecrübelerle müsbet bir sahta nüfuz eder. Bu vesile ile, elinizdeki tezde Elektrokimyasal Empedans Spectroskopisi'ne (EIS) dayanan yöntemler kullanılmıştır. Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi, yerinde tetkik yapabilen, tahrip edici etkisi bulunmayan bir teşhis ve tanımlama yöntemidir. Bu tez, içerisinde anlatılan tartışmaların ve konuların iyice anlaşılmasını sağlamak amacıyla, elektrokimya alanının etraflıca bir tekrarı ile başlamaktadır. Buna müteakip, yapılan ölçüm ve cihazlara ait deneysel ve teknik detayları içeren bir kısım bulunmaktadır. Devamındaki kısımlarda ise, çoğunlukla evveliyatında yayınlanmış çalışmaları içeren bölümler bulunmaktadır. Bu bölümler ilk olarak empedans ölçümlerinin başlangıçlarda geçici olarak görünen bir deneysel olguyu ele almaktadir. Bu olayda hem deneysel veri hem de teorik simülasyonlardan faydalanılmıştır. Neticede, bu olgunun her daim mevcut olduğunu ve farklı senaryolarda dahi engellenemeyeceğinin sonucuna varılmıştır. Bunu takip eden kısımda ise sıcaklığa bağlı empedans deneyleri ve sonuçlarına yer verilmiştir. Bu çalışmalar mütenasip (simetrik) ve tam çalışır piller ile lityum tiyonül klorür pilleri ile icra edilmiştir. Bu sonuçta pillerde gerçekleşen ve empedans spektroskopisi ile ölçülebilen işlemlerin aktivasyon enerjileri Arrhenius denklemleri kullanılarak hesaplanmıştır. Ayrıca, farklı hücre mimarilerinden de yararlanılarak elektrokimyasal işlemler birbirlerinden ayrılmış ve incelenmiştir. Böylelikle, pillerin içerisinde gerçekleşen farklı olaylar incelenmiştir.Bir sonraki bölümde ise, yine benzer bir kimyada olan lityum tiyonül klörür ve sülfürül klorür pillerinin empedans ve doğrusal olmayan harmonik incelenmeleri anlatılmıştır. Bu bölüm Kramers Kronig (KK) ve doğrusal olmayan harniklerin analizinin birbirleri ile uyumlu sonuçlar verdiğini ve birbirlerini desteklerini kanıtlamıştır. Son olarak, appendix kısmında yer alan çalışmada şahsi ilgi alanım olan elektro gitar manyetiklerini inceleyen ve farklı türlerinin empedanslarını kıyaslayan kısa bir bölüm bulunmaktadır.