20990

۲۰۹۹۰

بررسي تاثير دما بر هدايت الكتريكي در شيشه هاي سيستم Li2O-B2O3

كارشناسي ارشد

سراميك

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۰۴/۰۲

دكتر بيژن افتخاري يكتا - دكتر علي بيت اللهي

مواد و متالورژي

در اين تحقيق سعي بر آن شد تا هدايت يوني شيشه هاي سيستم پايه B2O3-Li2O با افزودن نمك هاي هاليدي مانند LiI و LiCl در حالت مذاب و سپس در حالت جامد اندازه گيري شود و تاثير تغييرات دما و همچنين تغيير در شعاع آنيون هاي اضافه شده ( Cl- و I- )مورد مطالعه قرار گيرد.¬ در همين راستا يك دستگاه كامل جهت اندازه گيري خواص الكتريكي درحالت مذاب طراحي و ساخته شد. در اين پژوهش با استفاده از تكنيكهاي آناليز فازي(XRD) و آناليز حرارتي (STA) اطلاعات رفتاري نمونه ها جمع آوري شد. همچنين با استفاده از طيف سنجي امپدانس(EIS) ميزان هدايت الكتريكي براي شيشه پايه (S.cm-1) 7- 10×3220/0 اندازه گيري شد كه با افزودن نمك LiI مقدار هدايت الكتريكي به (S.cm-1) 7- 10×8670/0 افزايش پيدا كرد. همچنين با مدل سازي توسط نرم افزار Matlab رفتار هدايت الكتريكي در حالت مذاب هر يك از نمونه ها تخمين زده شد و انرژي اكتيواسيون براي شيشه پايه در حالت ولتاژ متناوب و ولتاژ مستقيم به ترتيب برابر (cal/mol) 16630 و (cal/mol) 19473 محاسبه شد. به نظر مي¬رسد كه در حالت مذاب فاكتور دما نقش اساسي را در كنترل هدايت يوني بازي مي-كند اما با كاهش دما امكان ايفاي نقش ديگر عوامل فراهم مي گردد. در حالت جامد نيز افزودن نمك هاي هاليد ليتيمي مانند LiI وLiCl مي¬تواند تقريباً هدايت يوني شيشه پايه را به علت كاهش در مدول برشي، 2 تا 5 برابر افزايش دهد. كلمات كليدي : الكتروليت جامد، هدايت مذاب شيشه، طيف سنجي امپدانس، سنتز ليتيم تايتانات، مدل سازي هدايت يوني

1398/06/15

Effect of temperature on electrical conductivity of Li2O-B2O3 glass system

9/6/2019 12:00:00 AM

While production and consumption of energy are increasing, the growing demand for energy storage devices is becoming more and more important. In order to meet this demand, rechargeable lithium batteries have recently drawn attention and the main candidates for replacing liquid electrolytes in these batteries are glasses and glass-ceramics. In this research, we tried to measure the ion conduction of B2O3-Li2O base glass in molten and solid state, also the effects of temperature and addition of halide salts were studied, for this purpose a full set up for measuring the electrical properties of molten state was designed and constructed. In this study, the behavioral information of samples was collected using phase analysis (XRD), thermal analysis (STA) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). also by modeling the ion conduction in molten state, the conduction behavior and activation energy of each samples were estimated using MATLAB software. It has been observed that in molten state, the temperature factor plays an essential role in controlling the ion conduction and by lowering the temperature, other factors will have allowed to perform better. also in solid state, addition of lithium halide salts can increase the ionic conductivity by 2 to 5 times. Key words Solid state electrolyte, ion conduction in glass melts, electrochemical impedance spectroscopy, synthesis of Li4Ti5O12/C, ion conduction modeling