Lityum iyon bataryalarda kullanılmakta olan mezoporus karbon anot elektrotların elektrokimyasal özelliklerine farklı bağlayıcıların etkisi
The efect of different binders on the electrochemical properties of mesoporus carbon anode electrodes used in lithium ion batteries.
Yazar: BURAK ORMANCI
Danışman: PROF. DR. CUMA BİNDAL
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Lityum iyon piller, son yıllarda önemi giderek artan şarj edilebilir bir pil türüdür. Taşınabilir elektronik ürünlere olan ilginin artması ve elektrikli araçların günden güne rağbet görmeye başlamasıyla bu pil türü de ön plana çıkmaya başlamıştır. Değişen ve gelişen teknolojinin insanlığa hediye ettiği lityum iyon piller, günümüzdeki teknoloji ile ilgili alanların pek çoğunda kullanılan pil türleri arasındadır. Sunduğu pek çok avantaj, bu pil türünün yaygın bir kullanım alanına sahip olmasında önemli bir etkendir. Lityum iyon pil kullanım alanları arasında cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar, küçük ev aletleri, tabletler ve elektrikli araçlar gibi pek çok ürün yer alır. Lityum iyon piller; hafif yapıları, en üst seviyede doldurulabilmeleri, küçük ve taşınabilir olmaları gibi önemli avantajlarından dolayı rağbet gören pil türleri arasındadır. Günümüzde kullanım alanı gitgide genişlemektedir.

Bu tez çalışmasında, lityum iyon bataryalarda kullanılan mezoporoz karbon MCMB anot elektrodlarının elektrokimyasal özelliklerine farklı bağlayıcıların etkisi araştırılmıştır. Bağlayıcı olarak PVD , CMC+SBR ve LA 133 kullanılmıştır. Bağlayıcıların kullanıldığı anotlar, mezoporoz karbon tabanlı anot elektrot çamur yöntemi ile üretilmiştir. Üretilen anot çamurları Dr. Blade yöntemiyle Cu folyo üzerine sıvanarak anot elektrotlar elde edilmiştir. Bağlayıcıların anota bağlanma performansları ESEM görüntüleri ile ortaya konulmuştur. Anotların performansları empedans spektroskopisi, çevrimsel voltametri ve galvanostatik şarj/deşarj eğrileriyle gösterilmiştir. LA 133 bağlayıcısı diğer bağlayıcılarla karşılaştırıldığında daha yüksek ve stabil spesifik kapasite ve çevrim performansı göstermiştir.

Abstract:
Lithium ion batteries are a type of rechargeable battery whose importance has been increasing in recent years. With the increasing interest in portable electronic products and the increasing popularity of electric vehicles day by day, this type of battery has also come to the forward. Lithium-ion batteries, which the changing and developing technology has given to humanity, are among the battery types used in many of today's technology-related fields.  The many advantages it offers, are an important factor in the widespread use of this battery type. Lithium ion battery usage areas include many products such as mobile phones, laptops, small home appliances, tablets and electric vehicles. Lithium ion batteries; They are among the popular battery types due to their important advantages such as lightweight construction, top-notch charging, small and portable. Today, the usage area is expanding day by day.

In this thesis, the effects of different binders on the electrochemical properties of mesoporous carbon(MCMB) anode electrodes used in li-ion batteries were investigated. PVDF, CMC + SBR and LA 133 were used as binders. The anodes in which binders are used are produced by mesoporous carbon based anode electrode slurry method. The produced anode muds were plastered on Cu foil with Dr Blade method and anode electrodes were obtained. The anode binding performances of the binders were demonstrated with FESEM images. The performances of the anodes are demonstrated by impedance spectroscopy, cyclic voltammetry and galvanostatic charge / discharge curves. LA 133 binder showed higher and stable specific capacity and cycle performance compared to other binders.