شماره مدرك
21092
شماره راهنما
18087
پديد آورنده
متولي، علي
عنوان
بررسي عملكرد كاتد NMC532 حاوي نانولوله كربن و كربن فعال به عنوان افزودني جهت كاربرد در باتريهاي ليتيوم-يو ن
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
شناسايي و انتخاب مواد مهندسي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1405
صفحه شمار
ده، 50ص. :مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
باتري ليتيوم-يون , كاتد NMC532 , نانولوله كربن , كربن فعال
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/15
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي
دانشكده
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/03/16
كد ايرانداك
23225269
چكيده فارسي
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.
چكيده انگليسي
Today, with the increase in electrical energy consumption, technological advancements, and the increasing demand for electric vehicles, the issue of energy supply and storage has become an important and key issue. Lithium-ion batteries are among the most practical tools available in this field. Understanding the components, challenges, and limitations during use is essential to improve performance and, as a result, increase battery efficiency. One of the main components of these batteries, the cathode, is of great importance for study and investigation due to its lithium source. The nickel-manganese-cobalt oxides (NMC) class, and in particular NMC532, are generally used in industry due to their high capacity and appropriate safety. However, temperature and structural stability, as well as increased chargeability, are among the issues that still need improvement in this class. In this study, activated carbon and carbon nanotubes were used as additives to improve the performance of the NMC532 cathode. After mixing the carbon nanotubes with NMC532 and ethanol, they were placed on a magnetic stirrer. After the ethanol evaporated, the final powder was collected. After adding the activated carbon to NMC532, it was mixed in a mechanical mill and then heated in a furnace at 300 °C. The results of X-ray diffraction and microscopic images showed the absence of a secondary phase in the structure and the preservation of the spherical geometry of the particles. The results of electrochemical tests including impedance and cyclic charge and discharge showed a capacity of about 140 mAh/g for the 5% nanotube sample at the lowest charge and discharge rate, as well as a decrease in the electrolyte-solid interface layer resistance for both samples containing nanotubes and activated carbon. The sample containing activated carbon showed a capacity close to the base sample at low charge and discharge rates. After 12 charge and discharge cycles, a sudden capacity drop was observed in the sample containing nanotubes, which was due to the destruction of the nanotubes located between the particles. The use of carbon nanotubes showed an improvement in capacity and a decrease in resistance simultaneously. The sample containing activated carbon also caused a decrease in resistance and maintained capacity at low rates.
استاد راهنما
عباس بهرامي , عبدالمجيد اسلامي
استاد داور
محمدمحسن مومني هامانه , مسعود عطاپور