شماره ركورد
15458
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
15458
پديد آورنده
محمد گل محمد
عنوان
سنتز نانومگهميت و بررسي عملكرد آن بعنوان آند درباتري ليتيومي
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
مواد و متالورژي گرايش سراميك
سال تحصيل
زمستان 1394
تاريخ دفاع
زمستان 1394
استاد راهنما
دكتر فرهاد گلستاني¬فرد-دكتر عليرضا ميرحبيبي
استاد مشاور
دكتر اريك كلدر
چكيده
در اين پژوهش، با روش طراحي آزمايش و بهينهسازي پارامترهاي روش همرسوبي، نانومگهميهت بها
اندازه متوسط nm 11 جهت استفاده به عنوان آند باتري ليتيمي سنتز گرديد. بررسهي پارامترههاي مهوثر در
اين روش نشان داد كه pH و نسبت 2+/Fe3+Fe تاثير بيشتري بر اندازه ذرام نسهبت بهه دمها و زمهان دارنهد.
براي بررسي تاثير اندازه ذرام اوليه بر عملكرد، با افزايش زمان واكنش ذرام با انهدازه متوسهط nm 11 و 11
تهيه شد. همچنين براي بررسي تاثير شكل پودر اوليه، با تغيير پارامترهاي فرايند سنتز، علاوه بر ذرام شبه -كروي، ذرام با اشكال شبهسوزني و صفحهاي با سطح ويهژه نسهبتام مشهابه قحهدود 1-.g2m 111±7 ( و بهراي
بررسي تاثير تخلخل، ذرام متخلخل با سطح ويهژه 1-.g2m 185 تهيهه گرديدنهد. در ادامهه، دوغهابي از ذرام
مگهميت تهيه و لايه آند به روش ريختهگري نواري جهت آزمهايش بهاتري آمهاده گرديهد. بررسهي تغييهرام
ظرفيت ويژه نانوذرام مگهميت به عنوان آند در دانسيته جريان 1-mA.g 500 نشان داد كه ظرفيت برگشهت
پذير براي نانومگهميت با اندازه متوسط nm 11 ق 1-mAh.g 190 ( از نانومگهميتهاي بها انهدازه متوسهط nm
11 و 11 ق 1-mAh.g 980 و 130 ( بالاتر است. علت اين افزايش ميتواند ناشي از سطح ويهژه بهالاتر و طهول
نفوذ كوتاهتر يون ليتيوم باشد. همچنين نتايج آزمايش باتري براي نمونه شبهسوزني، ظرفيت برگشهت پهذير
1-mAh.g 510 را نشان داد كه بيشتر از ظرفيت برگشت پذير نمونههاي صهفحهاي و شهبهكهروي ) 1-mAh.g
190 ( است كه اين امر ناشي از مقاومت بالاتر ذرام شبهسوزني در رهايي تنش در حين شارژ و دشهارژ ،170
است. نتايج آزمايش نمونه متخلخل حاكي از ظرفيت ويژه برگشتپذير 1-mAh.g 710 بود كه به صورم اابهل
ملاحظهاي بالاتر از ساير ذرام است. علت اين امر علاوه بر سطح ويژه بالاتر، وجود تخلخلهايي است كهه در
هنگام شارژ و دشارژ باعث تحمل تغييرام حجمي ذرام گرديده و از جدايش ذرام از يكديگر و از زيرلايه در
الكترود جلوگيري ميكنند. در نهايت تغييرام ظرفيت آهن در حين دشارژ مورد بررسي ارار گرفهت و رونهد
مكانيزم واكنش ليتيوم با مگهميت پيشنهاد گرديد. نتايج ايهن تحقيهق نشهان داد كهه افهزايش سهطح ويهژه،
كنترل شكل ذرام و ايجاد تخلخل در پودر اوليه باعث افزايش ظرفيت برگشتپذير و سيكلپذيري مگهميهت
به عنوان آند شده و امكان استفاده از آن را به عنوان آند در باتريهاي ليتيومي فراهم ميكند.
كلمات كليدي:
باتري ليتيومي، نانومگهميت، روش همرسوبي، شكل ذرام، ظرفيت برگشتپذير