Sn-Sb-Cu-C ve Sn-Co-C sentezi ve lityum iyon pil anot materyali olarak kullanılmalarının incelenmesi

Lityum iyon pil anot materyali olan grafite alternatif olarak kalay bazlı metal alaşımlar gösterilmektedir. Bu tez Sn (kalay) bazlı lityum iyon anot materyalinin sentezini ve karakterizasyonunu inceler. SnSbCu-C nano kompozit alaşımı ilk kez mekanokimyasal bir proses olan yüksek enerjili bilyeli değirmen yöntemiyle sentezlenmiştir. Sentezlenen nano kompozit alaşımların karakterizasyonu x-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ve enerji dağılımlı x-ışını spektroskopisi (EDS) ile yapılmış ve karbon bir matris içinde dağılmış SnSbCu kristalinin nano partiküllerinden meydana geldiğini göstermektedir. Ayrıca dönüşümlü voltametri, kronopotansiyometri ve empedans ölçümleri yapılarak elektrokimyasal karakterizasyonu yapılmıştır. XRD analiziyle SnSbCuC alaşımının Sn, SnSb alaşımı, Cu ve C'dan oluştuğu doğrulanmıştır. Anot materyali olarak Sn45Sb16Cu4C35 kompoziti 50 mA g-1 akım yoğunluğunda 200 çevrim sonunda %70 kapasite korunumu sağlayarak 527,3 mA h g-1 ile ticari SnCoC kompozitinden çok daha yüksek bir geri dönüşüm kapasitesi gösterir. (aynı akım yoğunluğunda 200 çevrim sonunda %46 kapasite korunumu sağlayarak 350,7 mA h g-1 geri dönüşüm kapasitesi) Lityum iyon piller için Sn45Sb16Cu4C35 kompozitinin bu üstün performansı yüksek elektriksel iletkenliğe sahip olan Cu içeriğine atfedilir. Ayrıca kompozit içerisindeki SnSb alaşım içeriği, kademeli lityum interkalasyonu nedeniyle anodun mekanik stabilitesini arttırır ve hacim değişikliklerini giderir. Sonuçlar lityum iyon pillerde anot materyali için Sn45Sb16Cu4C35 kompozitinin umut verici bir aday olduğunu göstermektedir.