بررسي عملكرد كاتد NMC532 حاوي نانولوله كربن و كربن فعال به عنوان افزودني جهت كاربرد در باتريهاي ليتيوم-يو ن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد و متالورژي

كارشناسي ارشد

امروزه با افزايش مصرف انرژي الكتريكي، پيشرفت تكنولوژي و همچنين افزايش تقاضا براي استفاده از خودروهاي برق ي، موضوع تاميين و ذخيره سازي انرژي مهم و كليدي شده است. باتريهاي ليتيوم -يون از كاربرد يترين ابزارهاي موجود در اين زمينه هستند. شناخت اجزا، چالشها و محدوديتها هنگام مصر ف، براي بهبود عملكرد و درنتيجه افزايش بازدهي باتريها ضرروي است. از اجزاي اصل ي اين باتريها كاتد به دليل منبع ليتيوم، از اهميت زيادي جهت مطالعه و بررسي برخوردار است.دست ه نيك ل-منگن ز-كبالت اكسيدها) NMC ( و به طورمشخص NMC532 به دليل ظرفيت بالا و ايمني مناسب عموما در صنعت به كار گرفته م يشوند. اما پايداري دمايي و ساختاري و همچنين افزايش شارژپذيري از مواردي است كه در اين دسته همچنان نياز به اصلاح دارد. در اين پژوهش كربن فعال و نانولوله كربن به عنوان افزودني جهت بهبود عملكرد كاتد NMC532 مورد استفاده قرار گرفت. نانولوله كربن پس مخلوط شدن با NMC532 و اتانول، روي همزن مغناطيسي قرار گرفت. پس از تبخير اتانول پودر نهايي جمعآوري شد. كربن فعال نيز پس از اضافه شدن به NMC532 در آسياب مكانيكي مخلوط و سپس در كوره با دماي 300 درجه سانت يگراد حرارت دادهشد. نتايج آزمون پرتو اشعه ايكس و تصاوير ميكروسكوپي عدم وجود فاز ثانويه در ساختار و همچنين حفظ هندسه كروي ذرات را نشان داد. نتايج آزمو نهاي الكتروشيميايي شامل امپدانس و شارژ و دشارژ سيكلي، ظرفيت حدود 140 ميلي آمپر ساعت بر گرم را براي نمونه 5 درصد نانولوله در پايينترين نرخ شارژ و دشارژ و همچنين كاهش مقاومت لايه فصل مشترك الكتروليت-جامد را براي هر دو نمونه حاوي نانولوله و كربن فعال را گزارش داد. نمونه حاوي كربن فعال در نرخهاي پايين شارژ و دشارژ ظرفيت نزديك به نمونه پايه را نشان داد. پس از طي شدن 12 سيكل شارژ و دشارژ افت ظرفيت ناگهاني نمونه حاوي نانولوله كه ناشي از تخريب نانولوله هاي قرار گرفته بين ذرات بود مشاهده شد. استفاده از نانولوله كربن بهبود ظرفيت و كاهش مقاومت را به طور همزمان نشان داد. نمونه حاوي كربن فعال نيز باعث كاهش مقاومت و حفظ ظرفيت در نرخهاي پايين شد.

237614

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان