• شماره ركورد
    30247
  • پديد آورنده

    مهتاب خاكباز

  • عنوان
    بررسي اثرآلايش كاتيوني بر هدايت‌يوني الكتروليت حالت جامد آنتي‌پروسكايت Li3OCl
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    فيزيك گرايش ماده چگال
  • سال تحصيل
    1399
  • تاريخ دفاع
    1402/6/30
  • استاد راهنما
    دكتر افشين نميرانيان
  • استاد مشاور
    دكتر كيوان اسديان
  • دانشكده
    فيزيك
  • چكيده
    اين مطالعه بر روي سنتز و خصوصيات الكتروليت آنتي‌پروسكايت Li3OCl با استفاده از روش سنتز حالت جامد تمركز دارد. مخلوطي از پودرهاي LiOH و LiCl با نسبت استوكيومتري 1:2 به‌عنوان مواد اوليه استفاده شده است. نمونه‌ تحت شرايط خلاء در دماي°C 265 براي مدت زمان‌هاي مختلف، از 24 تا 96 ساعت سنتز شد. آزمون XRD نيز تحت شرايط شبيه‌سازي‌شده با تقليد از فرآيند سنتز براي بررسي مراحل مختلف سنتز Li3OCl انجام شده است. بررسي خواص ساختاري و حرارتي مواد سنتز شده با آزمون‌هاي DSC، TGA و DTA انجام شد. اندازه‌گيري‌هاي EIS در محدوده دمايي از حدود°C 260 تا دماهاي پايين‌تر انجام شده است. نتايج XRD نشان داد كه تنها پس از 24 ساعت، پيك‌هاي ضعيف مربوط به Li3OCl در كنار فازهاي جانبي مانند Li2OHCl، Li4Cl(OH)3 و LiCl باقي‌مانده، مشاهده مي‌شود. افزايش زمان سنتز تا 72 ساعت به طور قابل توجهي باعث تغيير تركيبات فازي نشده است، اما افزايش قابل توجهي در شدت پيك مربوط به Li3OCl رخ داده است. پس از 96 ساعت، افزايش شدت پيك‌هاي Li3OCl نشان‌دهنده غالب بودن اين فاز در نمونه است. مشاهدات در طول سرمايش از دماهاي بالا نشان دهنده ظهور مجدد فازهاي هيدروكسيد مانند Li2OHCl و Li5(OH)2Cl3 بود. در دماي زير°C 100 يك پس‌زمينه آمورف دركنار پيك‌هاي مرتبط با فاز Li4Cl(OH)3 مشاهده شد. تاييد پيوندهاي OH در شبكه كريستالي به دليل رطوبت جذب شده توسط نمونه از طريق آزمون FTIR به‌دست آمد. در آزمون‌هاي DSC و DTA رفتار انتقال شيشه‌اي را در حدود دماي°C 78 مشاهده شد. پيك‌هاي ذوب را به فازهاي هيدروكسيدي يا زير شبكه Li3OCl و خود Li3OCl نسبت داده شد. ماده با افزايش وزن به دليل جذب رطوبت زير°C 100 و كاهش وزن بعد از اين محدوده دما روبرو شد، كه با استفاده از آزمون TGA تاييد شد. با كاهش دما، در طيف EIS افزايش مقاومت دانه و مرز دانه مشاهده شد، كه نشان‌دهنده افزايش انرژي فعال‌سازي نفوذ ناشي از دماهاي پايين‌تر است. هدايت‌يوني ماده از S.cm-1 3-10× 24/3 تا S.cm-1 8-10× 7 بين دماهاي°C 260 تا°C 60 با رفتار غير آرنيوسي مشاهده شده كه مقدار آن در دماهاي خاص متغير بود.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1402/09/27
  • عنوان به انگليسي
    Investigation of Cationic Doping on the Ionic Conductivity of Anti-Perovskite Li3OCl solid state electrolyte
  • تاريخ بهره برداري
    1/1/1900 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    مهتاب خاكباز

  • چكيده به لاتين
    This study focuses on the synthesis and characterization of Li3OCl antiperovskite electrolyte using a solid-state method. LiOH and LiCl powder mixtures with a stoichiometric ratio of 2:1 were utilized as raw materials. The samples were exposed to heating under vacuum conditions at 265 °C for various durations, ranging from 24 to 96 hours. XRD tests were also conducted under a simulated condition, which is similar to synthesis process to investigate different stages of Li3OCl synthesis. The thermal stability of the synthesized material was eva‎luated by DSC, TGA, and DTA tests. EIS measurements were performed over a temperature range starting from approximately 260°C to lower temperatures. The XRD results, subjected to samples with a synthesis duration of only 24 hours revealed that weak peaks corresponding to Li3OCl appeared alongside side phases such as Li2OHCl, Li4Cl(OH)3, and residual LiCl. Extending the synthesis time did not significantly change the phase composition until reaching 72 hours. However, noticeable enhancements in peak intensities related to Li3OCl occurred. After 96 hours, strong signals indicative of dominant Li3OCl phase within the sample were observed. Observations during cooling process indicated reappearances of hydroxide phases such as Li2OHCl and Li5(OH)2Cl3. Below 100 °C, an amorphous background was observed alongside intensified peaks associated with the Li4Cl(OH)3 phase. Confirmation of OH bonds, indicating absorbed moisture within the crystal structure was obtained through additional FTIR analysis. DSC and DTA analysis, exhibited glass transition behavior at approximately 78 °C and melting peaks attributed to Li3OCl and either phases of hydroxide or sub-lattice. TGA analysis supported these findings by increased weight of Li3OCl due to the absorbance of moisture below 100°C and subsequent weight loss above this temperature range. EIS spectra displayed increasing bulk and grain boundary resistance as the temperature decreased, demonstrating increased diffusion activation energy caused by lower temperatures. The ionic conductivity of the material ranged from 3.24×10-3 S.cm-1 to 7×10-8 S.cm-1 between 260 °C to 60 °C with non-Arrhenius behavior observed at certain temperatures.
  • كليدواژه هاي فارسي
    باتري‌هاي ليتيوم-يوني , Li3OCl , سنتز حالت جامد , پايداري فاز , هدايت يوني
  • كليدواژه هاي لاتين
    Lithium-ion batteries , Li3OCl , Solid-state synthesis , Phase stability , Ionic conductivity
  • Author
    Mahtab Khakbaz
  • SuperVisor
    Dr.Afshin Namiranian