Dergiler / Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi / 2021 / Cilt: 11 - Sayı: 3

Maricite NaFePO4 Katot Malzemesinin Üretimi ve Elektrokimyasal Özellikleri

Production and Electrochemical Properties of Maricite NaFePO4 Cathode Material

Sayfa
1970–1979
Yayın Tarihi
2021-09-01
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Pil haline getirilmiş katot materyallerinin 1,5-4,0 V aralığında 100 döngülük kapasite değeri ölçülmüş, ilk deşarj kapasitesinin 26,29 mAh g-1 olduğu ve 100. döngü sonunda kapasite değerinin ilk döngüye oranla %10.99 arttığı gözlemlenmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Enerji üretimi ve depolama teknolojilerinin kullanımı son yıllarda büyük bir önem kazanmıştır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu çalışmada NaFePO4 katot malzemesinin üretiminde iki kademeli ısıl işlem ile katı hal reaksiyon yöntemi uygulanmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Pil haline getirilmiş katot materyallerinin 1,5-4,0 V aralığında 100 döngülük kapasite değeri ölçülmüş, ilk deşarj kapasitesinin 26,29 mAh g-1 olduğu ve 100. döngü sonunda kapasite değerinin ilk döngüye oranla %10.99 arttığı gözlemlenmiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Şarj edilebilir pil · katot malzemesi · sodyum

Özet

Enerji üretimi ve depolama teknolojilerinin kullanımı son yıllarda büyük bir önem kazanmıştır. Sodyum iyon piller (Na-iyon) alanındaki gelişmelere bakıldığında düşük maliyetlerinden dolayı lityum iyon (Li-iyon) pillere alternatif olarak yakın gelecekte ümit vadetmektedir. Na-iyon pilleri bu kadar cazip hale getiren başlıca nedenler lityum ile benzer kimyasal özelliklere sahip olması ve üretim maliyetlerinin daha düşük olmasıdır. Bu çalışmada NaFePO4 katot malzemesinin üretiminde iki kademeli ısıl işlem ile katı hal reaksiyon yöntemi uygulanmıştır. Üretilen malzemelerin fiziksel karekterizasyonları için XRD, SEM, FTIR kullanılmış, manyetik özellikleri ise χ-T analizleri ile incelenmiştir. Pillerin performansını ve elektrokimyasal özelliklerini araştırmak için üretilen katot malzemeleri CR2032 düğme pil haline getirilerek döngüsel voltametri (CV) ve kapasite ölçümleri yapılmıştır. NaFePO4 katot malzemesinin XRD analizlerinde safsızlık fazları gözlenmemiştir. Pil haline getirilmiş katot materyallerinin 1,5-4,0 V aralığında 100 döngülük kapasite değeri ölçülmüş, ilk deşarj kapasitesinin 26,29 mAh g-1 olduğu ve 100. döngü sonunda kapasite değerinin ilk döngüye oranla %10.99 arttığı gözlemlenmiştir.

Abstract

The use of energy generation and storage technologies has gained great importance in recent years. Considering the developments in the field of sodium ion batteries (Na-ion), because of their low cost, these materials will be an alternative to lithium ion (Li-ion) batteries in the near future. The important reasons that make Na-ion batteries so attractive are that they have similar chemical properties with lithium and their production costs are lower. In this study, NaFePO4 cathode material was produced by applying two-steps heat treatments with solid state reaction method. For the structural characterization of produced materials XRD, SEM, FTIR were used and their magnetic properties were investigated by χ-T analyzes. Cyclic voltammetry (CV) and capacity measurements were made to investigate the battery performance and electrochemical properties of cathode materials. There was not observed impurity phases in XRD analysis in the structure of the NaFePO4 cathode material. The capacity of cathode materials has been measured for 100 cycles in the 1.5-4.0 V range. It was observed that the initial discharge capacity of this battery was 26.29 mAh g-1 and the capacity value increased %10.99 at the end of the 100th cycle.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ALTIN, S., YOLUN, A., ÖZ, E., ALTUNDAĞ, S. (2021). Maricite NaFePO4 Katot Malzemesinin Üretimi ve Elektrokimyasal Özellikleri. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Cilt: 11 - Sayı: 3, 1970–1979. https://ajindex.com/articles/671873

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (11)

  1. Altundağ S, Altin S, Yolun A, Canbay CA, 2020. Na0.67Mn0.5Fe0.5O2 Katot Malzemelerinin Üretimi, Yapısal ve Elektrokimyasal Özelliklerinin İncelenmesi. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 32(2): 21-30.
  2. Avdeev M, Mohamed Z, Ling DC, Lu J, Tamaru M, Yamada A, Barpanda P, 2013. Magnetic Structures of NaFePO4 Maricite and Triphylite Polymorphs for Sodium-Ion Batteries. Inorganic Chemistry, 52(15): 8685-8693.
  3. Ellis B L, Makahnouk WRM, Makimura Y, Toghill K, Nazar LF, 2007. A multifunctional 3.5 V iron-based phosphate cathode for rechargeable batteries. Nature Materials, 6: 749-753.
  4. Fernandez-Ropero AJ, Saurel D, Acebedo B, Rojo T, Casas-Cabanas M, 2014. Electrochemical characterization of NaFePO4 as positive electrode in aqueous sodium-ion batteries. Journal of Power Sources, 291: 40-45.
  5. He M, Kravchyk K, Walter M, Kovalenko M. V, 2014. Monodisperse Antimony Nanocrystals for High-Rate Li-ion and Na- ion Battery Anodes: Nano versus Bulk. Nano Letters, 14: 1255−1262. Heubner C, Heiden S, Schneider M, Michaelis A, 2017. Electrochimica Acta In-situ preparation and electrochemical characterization of submicron sized NaFePO4 cathode material for sodium-ion batteries. Electrochimica Acta, 233:78–84.
  6. Hwang J, Matsumoto K, Orikasa Y, Katayama M, InadaY, NohiraT, Hagiwara R, 2018. Crystalline maricite NaFePO4 as a positive electrode material for sodium secondary batteries operating at intermediate temperature. Journal of Power Sources, 377: 80–86.
  7. Hwang J Y, Myung S T, Sun Y K, 2017. Sodium-ion batteries: Present and Future. International Chemical Society Reviews, 46(12): 3529–3614.
  8. Jana S, Lingannan G, Ishtiyak M, Panigrahi G, Sonachalam A, Prakash J, 2020. Syntheses, crystal structures, optical, Raman spectroscopy, and magnetic properties of two polymorphs of NaMnPO4. Materials Research Bulletin, 126: 110835 Jin T, Li H, Zhu K, Wang P. F, Liu P, Jiao L, 2020. Polyanion-type cathode materials for sodium-ion batteries. Chemical Society Reviews, 49(8): 2342–2377.
  9. Kapaev R R, Chekannikov A A, Novikova S A, Kulova T L, Skundin M, Yaroslavtsev A B, 2017. Activation of NaFePO4 with maricite structure for application as a cathode material in sodium-ion batteries. Italian Oral Surgery, 27(3): 263–264.
  10. Kim J, Seo D, Kim H, Park I, Yoo J, 2015. Unexpected discovery of low-cost maricite NaFePO4 as a high-performance electrode for Na-ion batteries, Energy Environmental Science, 8: 540-545.
  11. Kosova N V, Podugolnikov V R, Devyatkina E T, Slobodyuk A B, 2014. Structure and ele