-
شماره ركورد
28982
-
پديد آورنده
هادي مرادي
-
عنوان
طراحي و ساخت باتري¬ ليتيومي با كارايي بالا با رويكرد ارتقاء خواص الكتروشيميايي و پايداري حرارتي الكتروليت LiPF6 با استفاده از افزودني¬هاي تركيبات آلي- سيليكوني VTES
-
مقطع تحصيلي
دكتري
-
رشته تحصيلي
شيمي تجزيه
-
سال تحصيل
1398
-
تاريخ دفاع
1402/07/29
-
استاد راهنما
دكتر سيد محمد رضا ميلاني حسيني
-
دانشكده
شيمي
-
چكيده
در اين پژوهش به منظور طراحي و ساخت باتري¬هاي ليتيومي با كارايي بالا با استفاده از تغيير در تركيب الكتروليت، از تركيب آلي - سيليكوني وينيل تري اتوكسي سيلان (VTES) به عنوان اضافه شونده¬اي جديد و كاملاً سازگار با محيط زيست استفاده شده است. در اين پژوهش براي اولين بار از يك تركيب سيلاني براي بهبود خواص سطح الكترود كاتد با ماده فعال LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 در سلول¬هاي صنعتي يون – ليتيومي استفاده مي¬گردد. اين تركيب سيلاني به ميزان 5% حجمي/حجمي (به عنوان تركيب درصد بهينه) در سلول¬هاي يون - ليتيومي در مقياس صنعتي (سلول¬هاي كامل 18650) و آزمايشگاهي (نيم¬سلول¬هاي سكه¬اي 2032) مورد استفاده قرار گرفت. استفاده از اين تركيب به عنوان اضافه شونده در الكتروليت، به طور كلي بهبود امنيت و پايداري حرارتي و الكتروشيميايي الكتروليت و سلول¬هاي يون – ليتيومي را در پي دارد. به منظور سنجش و ارزيابي تأثير و عملكرد تركيب VTES، آناليزهاي حرارتي و الكتروشيميايي SET، TGA/DSC، EIS، CV، LSV،FE – SEM ، EDX وMAP و همچنين تست¬هاي شارژ/دشارژ به كار گرفته شده¬اند. اين تركيب داراي ويسكوزيته كم، پايداري حرارتي بالا، دانسيته كم¬تر از حلال¬هاي آلي الكتروليت، كاملاً غيرسمي و منطبق با مباني شيمي سبز مي¬باشد. جديد بودن اين ماده، افزايش پايداري الكتروشيميايي و حرارتي الكتروليت در دماي اتاق، باز كردن پنجره پتانسيل الكتروشيميايي و بهبود ساير پارامترهاي الكتروشيميايي آن در نتيجه ايجاد فيلم سطحي پايدار و يكنواخت بر روي سطح كاتد و آند و بهبود خواص چرخه¬پذيري توسط كاهش ميزان درصد افت ظرفيت، افزايش درصد نگه¬داري ظرفيت و كاهش ميزان پلاريزاسيون سطح الكترودها، بهبود پارامترهاي امپدانس الكتروشيميايي و در نهايت افزايش ايمني سلول¬هاي صنعتي در كنار دوست¬دار محيط زيست بودن و هزينه كم تهيه اين ماده، همگي از دستاوردهاي استفاده از تركيب وينيل تري اتوكسي سيلان (VTES) به عنوان اضافه شونده در الكتروليت سلول¬¬هاي يون – ليتيومي در اين پژوهش و تأييدي بر حسن انتخاب اين ماده براي بهبود عملكرد اين سلول¬ها در مقياس توليد صنعتي مي¬باشند.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1402/08/09
-
عنوان به انگليسي
Design and fabrication of lithium ion batteries with the approach of improving the electrochemical properties and thermal stability of LiPF6 electrolyte using additives of organic-silicon compounds
-
تاريخ بهره برداري
10/20/2024 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
هادي مرادي
-
چكيده به لاتين
In this research, in order to design and manufacture high-performance lithium batteries by changing the composition of the electrolyte, organic-silicon vinyl triethoxysilane (VTES) compounds are used as new additions that are completely compatible with the environment. In this research, for the first time, a silane compound is used to improve the surface properties of the cathode electrode with the active material LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 in lithium-ion industrial cells.
This silane compound is used at the rate of 5% volume/volume (as the optimal percentage composition) in lithium-ion cells on an industrial scale (full cells 18650) and laboratory (half cells 2032). took The use of this compound as an additive in the electrolyte generally improves the safety and thermal and electrochemical stability of the electrolyte and lithium-ion cells.
In order to measure and evaluate the effect and performance of VTES composition, thermal and electrochemical analyzes SET, TGA/DSC, EIS, CV, LSV, FE-SEM, EDX and MAP as well as charge/discharge tests have been used. This compound has low viscosity, high thermal stability, lower density than electrolyte organic solvents, completely non-toxic and in accordance with the principles of green chemistry.
The newness of this material increases the electrochemical and thermal stability of the electrolyte at room temperature, opens the electrochemical potential window and improves its other electrochemical parameters as a result of creating a stable and uniform surface film on the surface of the cathode and anode and improving the cyclability properties by reducing the percentage. Loss of capacity, increase in the percentage of capacity maintenance and decrease in the polarization of the electrode surface, Improving the parameters of electrochemical impedance and ultimately increasing the safety of industrial cells, along with being environmentally friendly and low cost of preparing this material, are all the achievements of using vinyl triethoxysilane (VTES) compound as an additive in cell electrolyte. The lithium-ion batteries in this research are a confirmation of the good choice of this material to improve the performance of these cells in the scale of industrial production
-
كليدواژه هاي فارسي
سلول¬هاي يون - ليتيومي، وينيل تري اتوكسي سيلان (VTES)، پايداري حرارتي و الكتروشيميايي
-
كليدواژه هاي لاتين
lithium-ion cells, vinyl triethoxysilane (VTES), thermal and electrochemical stability
-
Author
Hadi Moradi
-
SuperVisor
Seyed Mohammad Reza Milani Hosseini
-
لينک به اين مدرک :