Mn ve Al Eş-İkamesinin LiNiO2 Katot Malzemesi Üzerindeki Fiziksel ve Elektrokimyasal Özelliklerin İncelenmesi

Lityum iyon piller (LİP), yüksek enerji yoğunlukları ve uzun ömürleri ile taşınabilir elektronik cihazlarda ve elektrikli araçlarda (EV'ler) yaygın olarak kullanılan elektrokimyasal enerji depolama sistemleridir. Günümüzde en yaygın kullanılan katot materyallerinden biri olan LiNiO2, yüksek kapasite ve enerji yoğunluğu sunmasına rağmen, düşük termal kararlılık, kapasite kaybı ve yüksek voltajda bozulma gibi dezavantajlara sahiptir. Bu dezavantajlar, LİP'lerin güvenliğini ve uzun vadeli performansını olumsuz etkilemektedir. Bu çalışmada, LiNiO2 katot materyalinde kristal yapıda bulunan Ni bölgelerine %2,5, %5 ve %10 oranlarında Mn ve Al ikamelerinin elektrokimyasal performans ve fiziksel özellikleri üzerindeki etkileri sistematik olarak araştırılmıştır. Bir ikame olarak Mn, katot materyalinin kristal yapısını optimize etmek ve Li+ iyonlarının difüzyonunu kolaylaştırarak kapasiteyi ve döngü ömrünü önemli ölçüde arttırmak için tercih edilmişken, Al katot materyalinin döngüsel performansını arttırmak için tercih edilmiştir. Elde edilen bulgular, %2,5 ve %5 Mn ve Al ikamesinin sırasıyla 201,01 mAh/g ve 202,09 mAh/g başlangıç kapasiteleri ve %82,79 ve %81,43 kapasite tutma oranları ile LiNiO2 katot materyalinin dezavantajlarını ortadan kaldırmada ve LİP'lerin performansını ve güvenliğini geliştirmede umut vadeden bir yöntem olduğunu göstermektedir. Bu çalışma, LİP'lerin gelecekteki gelişimi için önemli bir temel oluşturacaktır.