LLZO Pil Elektrolitlerinde Kalsiyumun Yerel Ortamının Belirlenmesi
Lityum iyon pilleri günümüz mobil cihazlarının enerji ihtiyaçlarının karşılanmasında en önemli enerji depolama araçlarının başında yer almaktadır. Elektronik ve bilişim alanlarında gerçekleşen büyük ilerlemeler, enerji depolama araçlarının performans değerlerinin var olanlardan daha üstün özelliklere sahip olması hedefi, araştırmalara yön vermektedir. Mobil enerji depolama cihazlarının teknolojik önemi nedeniyle, ülkeler Lityum iyon piller gibi cihazların depolama kapasitesini geliştirmek için her türlü çabayı ve çalışmaları desteklemektedir. Sunulan bu çalışmada, üstün performans özellikleriyle dikkat çeken Li7La3Zr2O12 (LLZO) katı elektrolit malzemesinde, lityum koordinasyonlarına öncelikle Ca2+ iyonları katkılanmış, daha sonraki adımda ise kalsiyum koordinasyonlarına galyum ikamesi ile oluşan Li5Ca2-xGaxLa3Zr2O12 katı hal elektrolitlerinin performansları üzerindeki etkisi elektronik ve kristal özellikleri bakımından incelenmiştir. Li-ion enerji depolama sistemlerinin diğer enerji depolama sistemleri arasında en önemli avantajı, taşınabilir boyutu ile yüksek enerji depolama kapasitesine sahip olmasıdır. Ga-ikame edilmiş Li5Ca2-xGaxLa3Zr2O12 (x; 0.00, 0.05, 0.10, 0.15 ve 0.20) (LCLZO) örneklerinin kristal yapı özellikleri, alınan x-ışını kırınımı modelleri (XRD) ve x-ışını absorpsiyonu ince yapı spektroskopisi yöntemleri ile incelenmiştir. Ana LLZO bileşiği ile Ca ikame edilmiş ana malzemelerin kristal yapısı "I41 / acd" uzay grubu ile tetragonal geometride olduğu görülmüştür. Ga ile ikame edilmiş örneklerde karakteristik tetragonal piklerin kaybolmuş olduğu ve yeni piklerin ortaya çıktığı tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler:
Kristal Yapı, Elektronik Yapı, Li-ion Piller, Oksitler
___
- Chen R.J., Huang M., Huang W. Z., Shen Y., Lin Y. H., Nan C. W. (2014). Effect of calcining and Al doping on structure and conductivity of Li7La3Zr2O12. Solid State Ionics 265, 7-12
- Momma K. and Izumi F. (2011) VESTA 3 for three-dimensional visualization of crystal, volumetric and morphology data. J. Appl. Crystallogr., 44, 1272-1276.
- Rettenwander D., Geiger C. A., Tribus M., Tropper P. and Amthauer G. (2014). A Synthesis and Crystal Chemical Study of the Fast Ion Conductor Li7–3xGaxLa3 Zr2O12 with x = 0.08 to 0.84. Inorg. Chem. 53 6264-6269
- Wagner R., Redhammer G. J., Rettenwander D., Tippelt G., Welzl A., Taibl S., Fleig J., Franz A., Lottermoser W. and Amthauer G. (2016-a).
- Fast Li-Ion-Conducting Garnet-Related Li7–3xFexLa3Zr2O12 with Uncommon I4̅3d Structure, Chem. Mater. 28, 5943-5951
- Wagner R., Rettenwander D., Redhammer G. J., Tippelt G., Sabathi G., Musso M. E., Stanje B., Wilkening M., Suard E. and Amthauer G. (2016-b). Synthesis, Crystal Structure, and Stability of Cubic Li7–xLa3Zr2–xBixO12.Inorg Chem. 55, 12211-12219
- Wu J.F., Chen E. Y., You Y., Liu L., Wu Y., Pang W. K., Patterson V. K. and Guo X. (2017). Garnet-type fast Li-ion conductors with high ionic conductivities for all-solid-state batteries. Applied Materials&Interface 9 1542-1552
- ISSN: 2717-6592
- Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
- Başlangıç: 2019
- Yayıncı: Mer Ak Mersin Akademi Danışmanlık Anonim Şirketi