SnO₂ nanopartikülleri ile dekore edilmiş grafit esaslı kompozitler ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi

Bu tez çalışmasında, lityum-iyon pillerde kullanılmak üzere genişletilmiş grafit (GG) ve GG/SnO₂ kompozitleri başarılı bir şekilde sentezlenmiş ve kapsamlı bir şekilde karakterize edilmiştir. Çalışmanın temel amacı, yüksek kapasite sunan SnO₂'nin lityum-iyonlarla tepkime sırasında yaşadığı hacim genleşmesini kontrol altına almak ve çevrim kararlılığını artırmaktır. Bu bağlamda, SnO₂'nin genişletilmiş grafit ile birleştirilerek homojen bir kompozit yapısı oluşturulması hedeflenmiştir. Deneysel çalışmalarda, farklı oranlarda SnO₂ içeren üç farklı GG/SnO₂ kompoziti üretilmiştir. Üretilen kompozitlerin yapısal özellikleri XRD, SEM ve Raman spektroskopisi ile detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. XRD ve SEM analizleri, SnO₂ nanopartiküllerinin grafit tabakaları arasında homojen bir şekilde dağıldığını göstermiştir. Raman spektroskopisi sonuçları, genişletilmiş grafitin yapısal düzeninin bozulduğunu ve tabaka arası mesafenin arttığını doğrulamıştır. TG/DTG analizleri, kompozitlerdeki SnO₂ oranını ve termal kararlılığı ortaya koymuştur. Elektrokimyasal karakterizasyon kapsamında yapılan şarj-deşarj testleri ve dönüşümlü voltametri analizleri, GG/SnO₂ kompozitlerinin saf SnO₂'ye kıyasla daha iyi çevrim kararlılığı sunduğunu göstermiştir. GG/SnO₂-60 kompozit elektrotu, dengeli bir SnO₂ oranı sayesinde uzun çevrim ömrü ve yüksek kapasite değerleri sunarak en iyi performansı sergilemiştir. Bu tez çalışması, lityum-iyon pillerde kullanılabilecek yüksek performanslı ve uzun ömürlü anot malzemelerinin geliştirilmesine yönelik önemli bir katkı sağlamaktadır.