سنتز کربن سخت به عنوان آند باتری یون لیتیوم

thesis
abstract

باتری های یون لیتیوم امروزه به عنوان یکی از ابزارهای پرکاربرد ذخیره انرژی مطرح هستند. با این که این سامانه ها نسبت به سایر باتری ها قابلیت بیشتری در ذخیره انرژی دارند اما هنوز ظرفیت آن ها جهت استفاده در سامانه هایی نظیر اتومبیل های هیبرید الکتریکی کافی نیست. طول عمر و توان به نسبت پایین آند گرافیتی این باتری ها نیز مانع دیگری بر سر راه استفاده فراگیر از آن هاست. در این میان کربن های سخت با داشتن ویژگی های عملکردی همچون انرژی، توان و طول عمر بالا یک جایگزین مناسب برای کربن گرافیتی به نظر می رسند. در این پایان نامه ابتدا آسفالتن موجود در قیر نفتی با استفاده از حلال نرمال هپتان جدا گردید. سپس با استفاده از دو روش اکسایش در فاز گازی توسط اکسیژن و اکسایش در فاز مایع توسط نیتریک اسید، آسفالتن سخت شده و به منظور کربنه نمودن تا دماهای نهایی 600 تا ?c 1100 در اتمسفر بی اثر حرارت داده شد. نمونه های کربنی حاصل از اکسایش با اکسیژن و نیتریک اسید به ترتیب ooacx و noacx نامیده شدند (x=600, 700, …, 1100 ?c). نتایج تست chns نشان داد که با افزایش دما نسبت اتم های هیدروژن به کربن کاهش می یابد که ناشی از افزایش میزان اتصال عرضی با افزایش دما است. داده های پراش اشعه ایکس نشان داد که اولاً فاصله بین لایه های گرافنی در تمامی نمونه های کربنی نسبت به گرافیت بیشتر بود و ثانیاً اندازه بلورک های کربنی کمتر از یک نانومتر بود. همچنین نمونه های ooacx نسبت به noacx دارای اندازه بلورک های کوچکتری بودند. تست شارژ- دشارژ نمونه های کربنی در مقابل لیتیم نشان داد که ظرفیت همه نمونه ها بیشتر از mcmb بود. همچنین نمونه های ooac700 و noac800 در نوع خود دارای بیشترین ظرفیت بودند. با انجام ده سیکل شارژ- دشارژ مشخص شد که در انتها نمونه های کربنی ظرفیتی بالاتر از 100 میلی آمپرساعت بر گرم داشتند، در حالی که ظرفیت الکترود حاوی mcmb به کمتر از این مقدار رسید. با مقایسه ظرفیت سیکل دهم مشخص گردید که الکترود حاوی ooac700 دارای بیشترین ظرفیت (302 میلی آمپرساعت بر گرم) بوده و راندمان کولنی آن % 98 بود. انجام تست الکتروشیمیایی جهت به دست آوردن ظرفیت کامل بر روی الکترودهای منتخب حاوی ooac700 و noac800 (با ظرفیت کامل شارژ به ترتیب 1573 و 1365 میلی آمپرساعت بر گرم) نشان دهنده این مطلب بود که ظرفیت شارژ جریان ثابت این نمونه ها وابستگی به جریان شارژ ندارد. همچنین مشخص گردید که هر دو نمونه دارای ظرفیت زیادی در پتانسیل نزدیک صفر هستند که نشان دهنده وجود میکروحفرات در آن هاست. نسبت کربن به لیتیم برای همه نمونه های کربنی کمتر از 6 (نسبت مربوط به گرافیت) بود و برای دو نمونه ooac700 و noac800 در حالت شارژ کامل به ترتیب 38/1 و 59/1 بود که نشان دهنده ظرفیت بالای این نمونه ها در ذخیره سازی یون لیتیم است.

similar resources

سنتز و مطالعه ی عملکرد نانوذرات لیتیوم منگنزاکسید به عنوان ماده کاتدی باتری یون لیتیوم

در این پژوهش نانو ذرات لیتیوم¬منگنز¬اکسید به روش سل- ژل ساخته شد. با استفاده از تفرق اشعه ایکس? ماهیت ماده تا?یید شد. اندازه ذرات و مورفولوژی به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی تعیین شد. برای بررسی کارایی این نانوذرات در کاتد باتری یون لیتیوم چهار الکترود به شکل زیر ساخته شد. الکترود اول: مخلوط پودر ماده فعال ساخته شده و کربن ولکان xc-72r به عنوان افزودنی هدایتگر و تفلون(ptfe) به عنوان چسب? به ت...

15 صفحه اول

مروری بر باتری های پلیمری یون لیتیمی و پوششهای پلیمری آند و کاتد آن

استفاده از وسایل الکترونیکی قابل حمل روز به روز در حال توسعه و افزایش است. یکی از بخش‌های اصلی این وسایل باتری می-باشد که حجم و وزن پایین آن از اهمیت بالایی برخوردار است. مساله کاربرد پوشش‌های متنوع مورد استفاده در باتری‌های پلیمری یون لیتیمی از جمله آخرین فناوری‌های این بخش می‌باشد که از قسمت‌های مختلفی شامل پوشش‌های الکترود مثبت، الکترود منفی، لایه جدا کننده در کنار یک الکترولیت پلیمری تشکیل ...

full text

مطالعه آزمایشگاهی و تدوین مدل تجربی افت ظرفیت باتری لیتیوم یون فضایی

یکی از پارامترهای مهم در ارزیابی باتری‌های لیتیوم یونی، مقدار افت ظرفیت آن‌ها در طول مدت استفاده و پس از دوره‌های متناوب شارژ/ دشارژ بوده به گونه‌ای که زمان رسیدن ظرفیت باتری به 70% ظرفیت اولیه را زمان زوال باتری می‌نامند. بنابراین در اختیار داشتن مدلی ریاضی که ضمن سهولت کاربرد بتواند با دقت مناسبی پدیده افت ظرفیت را پیش‌بینی کند از اهمیت بسزایی برخوردار است. در پژوهش حاضر داده‌های آزمایشگاهی ب...

full text

تهیه و تعیین مشخصات نانوکامپوزیت های اکسید گرافیت/اکسید فلزات به عنوان آند باتری یون لیتیم

در این مطالعه نانو پودرهای اکسید فلزی مختلف مانند ,zno,cuo,cu2opbo,fe3o4 توسط روش¬های کاهش شیمیایی،هیدروترمال و سل_ژل آماده شد. نانو پودرهای اکسید فلزی آماده شده، برای تهیه نانو کامپوزیت¬های اکسید گرافیت /اکسید فلزی به¬عنوان آند در باتری¬های یون لیتیم استفاده شدند.آندها به¬وسیله دوغابی از مخلوط همگن نانوکامپوزیت¬های اکسید گرافیت/ اکسید فلزی با چسب نسبتاً چسبناک پلی وینیل الکل تهیه و بر روی فویل ...

15 صفحه اول

مروری بر بازگردانی باتری‌های لیتیوم-یون به روش هیدرومتالورژی

در سال‌های اخیر به دلیل ازدیاد مصرف باتری‌های لیتیوم-یون در تجهیزات مختلف الکتریکی و الکترونیکی، بازگردانی آنها توجه ویژه‌ای را به خود جلب کرده است. بازگردانی این باتری‌ها از دو دیدگاه زیست محیطی و منابع فلزی موجود در آنها امری ضروری تلقی شده و هدف این مقاله نیز مروری بر جایگاه فناوری‌های بازگردانی این باتری‌ها می‌باشد. در کنار انواع روش‌های بازگردانی، روش هیدرومتالورژی فرآیند تثبیت شده‌ای برای...

full text

ساخت شیشه- سرامیک هادی یون لیتیوم با هدایت یونی بالا برای ساخت باتری‌های لیتیوم- اکسیژن و یون- لیتیوم تمام جامد

In this research, new lithium ion conductor glass-ceramics with NASICON-type structure (Li1+x+yAlxCryGe2-x-y (PO4)3, x+y=0.5) were synthesized using melt-quenching method and converted to glass-ceramics through heat treatment. Influence of addition of different concentrations of aluminum and chromium in LiGe2(PO4)3 glass-ceramic was investigated for ionic conduction improvement. Substitution of...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اصفهان

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023