PVD yöntemi ile silisyum matrisli karbon nanotüp takviyeli nano kompozit elektrotların geliştirilmesi

Anahtar kelimeler: PVD, silisyum, karbon nano tüp, nano kompozit anode, lityum-iyon pil.Taşınabilir elektronik cihazların yaygınlaşması ve elektrikli araçların kullanımının, dünyadaki karbon dioksit salınımının azaltılması adına ihtiyaç haline gelmesi nedeniyle verimli ve yüksek enerji yoğunluklu şarj edilebilir pillere olan gereksinim artmaktadır. Lityum iyon piller bu amaç için halen kullanılmakta olan en gözde seçenek olmakla gelişmeler açısından da en çok gelecek vaat eden pil sistemleridir.Bu tez çalışmasında lityum iyon pillerde kullanılmak üzere silisyum esaslı kompozit anotlar üretilmiştir. Silisyum doğru akım sıçratma tekniği kullanılarak paslanmaz çelik altlık ve karbon nano tüp kâğıtlar üzerine sıçratılmış, ince film ve nano kompozit anotlar elde edilmiştir. Üretilen kompozitlere taramalı elektron miskroskobisi ve X ışınları difraksiyon teknikleri ile analizler yapılmıştır.Kompozit anot mimarisini elde edebilmek üzere karbon nanotüp kâğıtlar vakum filtrasyon tekniği kullanılarak üretilmiştir. Vakum filtrasyon tekniğinden önce karbon nano tüpler saflaştırılmış daha sonra da çeşitli kimyasal yöntemlerle fonksiyonelleştirme işlemi uygulanmıştır. Fonksiyonelleştirilen karbon nano tüplere termal analiz ve fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopi analizi uygulanmıştır. Kâğıtların morfolojileri alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiştir.Elektrokimyasal testleri yapmak üzere CR2016 tipi piller saf argon doldurulmuş glove box içerisinde üretilmiştir. Çalışma elektrotu olarak üretilen kompozitler kullanılırken referans elektrot olarak yüksek saflıkta lityum folyolar kullanılmıştır. Üretilen piller çevrim ömürlerinin belirlenmesi amacı ile sabit akım yoğunluğunda elektrokimyasal çevrim testlerine tabi tutulmuşlardır. Bunun yanında elektrokimyasal empedans analizi ve çevrimsel voltametri teknikleri ile üretilen anotların elektrokimyasal performansları test edilmiştir.