Yeni nesil şarj edilebilir sodyum-iyon pilleri için katot malzemelerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu

Bu tez çalışması kapsamında sodyum iyon pillerde kullanılan katotların pil performansını arttırmak amacıyla Mn-Fe esaslı katotlarda pil performansına Ni katkılamanın etkileri araştırılmıştır. Na0.67Mn0.5-xNixFe0.43Al0.07O2 ve Na0.67Mn0.5-xNixFe0.43Ti0.07O2 katot malzemeleri x= 0,0 - 0,5 aralığında katı hal reaksiyon yöntemi ile hazırlanmıştır. Her bir kompozisyonda kullanılan kimyasal miktarı stokiyometrik oranlar dikkate alınarak hesaplanmış ve 900˚C'de 6 saat ısıl işleme tabi tutulmuştur. Üretilen katot malzemelerinin yapısal karakterizasyonları için SEM, XRD, FTIR, RAMAN, XPS ve BET analizleri yapılmıştır. Elektrokimyasal performans ölçümleri için oda sıcaklığında Elektriksel Empedans Spektroskopisi (EIS), Çevrimsel Voltametri (CV), Galvanostatik Şarj-deşarj ölçümleri ve C-rate ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan ölçümler neticesinde 100 çevrim sonunda en iyi pil performansları x=0,06 Ni katkı oranının optimum değer olduğunu işaret eder şekilde Na0.67Mn0.44Ni0.06Fe0.43Al0.07O2 (181 mAh/g, %55,8 kapasite tutma oranı) ve Na0.67Mn0.44Ni0.06Fe0.43Ti0.07O2 (184 mAh/g, %62,5 kapasite tutma oranı) malzemelerinde gözlemlenmiştir.