SODYUM İYON PİLLERDE KATOT AKTİF MADDE OLARAK KULLANILAN TABAKALI YAPIDAKİ P2-[Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6]O2BİLEŞİĞİNİN ELEKTROKİMYASAL ÖZELLİKLERİNİN


Öğrenci: Umeed Maaroof Ali SHOSHEN

Danışman: Şaban Patat

P2-Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 şarj edilebilir sodyum iyon pillerde katot aktif maddesi olarak kullanılmaktadır. Sodyumun bol bulunması, sodyum iyon pil maliyetini ciddi biçimde düşürebilir, ayrıca sodyum ikinci en hafif ve en küçük alkali elementtir, lityum ile benzer fiziki ve kimyasal özelliklere sahiptir, ucuz, çevre dostu ve üretimi daha kolay olan bir katot aktif maddedir. Ancak Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 şarj/deşarj sırasında kapasite kaybına uğramaktadır. Bu çalışmada Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 maddesinin sodyum miktarınınkapasite kaybına etkisi incelendi. Bunun için Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 ve ağırlıkça %5 ve %10 Na2CO3 bileşiğinin aşırısı kullanarak 5Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 ve 10Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 maddeleri sentezlendi.

Sentezlenen maddeler X-ışınlarıtoz kırınımı(XRD), taramalıelektron mikroskobu (SEM) ve iletkenlik ölçümleri ile karakterize edildi. Maddelerin elektrokimyasal özelliklerini ölçmek için sentezlenen Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 5Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 ve 10Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 maddelerininçalışma elektrodu, sodyum metalinin karşıt ve referans elektrot ve 1M NaClO4’ın ağırlıkça 1:1 oranında etilen karbonat-dietil karbonat (EC-DEC) karışımındaki çözeltisinin elektrolit olarak kullanıldığı elektrokimyasal hücreler hazırlandı.

Ölçümler 0.05 C ve 0.1C (1C= 107 mA g-1) akım yoğunluğu ve 2.5-4.5V voltaj aralığında yapıldı. Elektrokimyasal ölçüm sonuçlarına göre 5Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 maddesinindiğerlerinden daha yüksek kapasiteye (107 mAh.g-1) sahip ve 30 döngü sonunda kapasite kaybının daha az olduğu (%21) bulunmuştur.