Sodyum iyon pillerde katot aktif madde olarak kullanılan tabakalı yapıdaki P2-[Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6]O2  bileşiğinin elektrokimyasal özelliklerinin iyileştirilmesi
Enhancement of electrochemical performance of multiple layer of P2-[Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6]O2 as a anode active material for sodium ion batteries
Yazar: UMEED MAAROOF ALI SHOSHEN
Danışman: PROF. DR. ŞABAN PATAT
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Anorganik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
P2-Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 şarj edilebilir sodyum iyon pillerde katot aktif maddesi olarak kullanılmaktadır. Sodyumun bol bulunması, sodyum iyon pil maliyetini ciddi biçimde düşürebilir, ayrıca sodyum ikinci en hafif ve en küçük alkali elementtir, lityum ile benzer fiziki ve kimyasal özelliklere sahiptir, ucuz, çevre dostu ve üretimi daha kolay olan bir katot aktif maddedir. Ancak Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 şarj/deşarj sırasında kapasite kaybına uğramaktadır. 
Bu çalışmada Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 maddesinin sodyum miktarınınkapasite kaybına etkisi incelendi. Bunun için Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 ve ağırlıkça %5 ve %10 Na2CO3 bileşiğinin aşırısı kullanarak 5Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 ve 10Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2  maddeleri sentezlendi.
Sentezlenen maddeler X-ışınlarıtoz kırınımı(XRD), taramalıelektron mikroskobu (SEM) ve iletkenlik ölçümleri ile karakterize edildi. 
Maddelerin elektrokimyasal özelliklerini ölçmek için sentezlenen Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 5Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 ve 10Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 maddelerininçalışma elektrodu, sodyum metalinin karşıt ve referans elektrot ve 1M NaClO4'ın ağırlıkça 1:1 oranında etilen karbonat-dietil karbonat (EC-DEC) karışımındaki çözeltisinin elektrolit olarak kullanıldığı elektrokimyasal hücreler hazırlandı.
Ölçümler 0.05 C ve 0.1C (1C= 107 mA g-1) akım yoğunluğu ve 2.5-4.5V voltaj  aralığında yapıldı. Elektrokimyasal ölçüm sonuçlarına göre 5Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 maddesinindiğerlerinden daha yüksek kapasiteye (107 mAh.g-1) sahip ve 30 döngü sonunda kapasite kaybının daha az olduğu (%21) bulunmuştur.

Abstract:
P2-Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 have been used as active cathode material in there chargeable sodium ion battery. Because of wide spread availability of sodium ions which can seriously degrade battery production, also sodium is the second smallest and lightest alkali element which is similar to the lithium in the physical and chemical specifications and it is cheap, natural abundant, low-cost and easier to produce, all this make sodium one of the active cathode material. However, during charging / discharging of Na2/3Ni1/3Mn1/2 Ti1 /6O2, loss of capacity is undergoes. 
In this study, the effect of Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 materials on sodium losses capacity was investigated. For this, Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 and 10Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 were synthesized by adding 5 % and 10% Na2CO3 of this compound to the Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2.
The synthesized compounds are characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and electrical measurement methods.
For measurement the electrochemical properties of the working electrode in the synthesized Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2,  5Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2  and 10Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 materials, the electrochemical cellswhich was as ethylene  Carbonate-diethyl carbonate (EC-DEC) mixturewere preparedby mixture of sodium metal mixture and the reference electrode and 1M NaClO4 in 1:1 heavily.
Measurements were made at 0.05 C and 0.1 C (1C = 107 mAg-1) current density and 2.5-4.5V a voltage range.According to the electrochemical measurement results, 5Na2/3Ni1/3Mn1/2Ti1/6O2 having a higher capacitance (107 mAh.g-1)and capacity loss is lesser(21%)at the end of 30 cycles than the other.