Tris((2-okso-1,3-dioksolan-4-il)metil) borat'ın sentezi ve lityum-iyon pillerinde çözücü olarak kullanımı

Abstract

Yeni bir borat ester olan (tris((2-okso-1,3-dioksolan-4-il)metil) borat – (B-GC)) sentezi gerçekleştirilmiştir ve Liyum iyon pilinde elektrolit içerisinde incelenmiştir. Sentezlenen borat esterin temel kimyasal karakterizasyonları (NMR, FTIR, vb.) gerçekleştirilmiştir. 1 M LiPF6 tuzu içeren elektrolit çözeltileri hazırlanmış ve bu elektrolitler ile lityum anot ve LiFePO4 katot kullanılarak teflon piller birleştirilmiştir. Elektrolit çözücüsü olarak tekli ve dietil karbonat (DEC) ile ikili çözücü sistemlerinde ve ayrıca 1 M LiPF6-EC:DEC (1:1) referans elektrolit çözeltisi içerisinde katkı maddesi olarak incelenmiştir. Bu amaçla elektrolitlerin sıcaklığa bağlı iyonik iletkenliği, siklik voltametri vb. temel elektrokimyasal ölçümleri ve birleştirilen pillerin şarj-deşarj-verimlilik döngü ölçümleri yapılmıştır. Sentezlenen borat ester çözücü ve çözücü bileşeni olarak elektrolit çözeltisinin performansını iyileştirmesi yeterli olmasa da katkı maddesi olarak pil performansını arttırdığı bulunmuştur. %0,5, 1 ve 2 katkı oranlarında B-GC içeren elektrolitler hazırlanılmıştır. %1 katkı içeren elektrolit çözeltisi ile hazırlanan pil 50 döngü sonunda sadece %7 performans kaybı ile 158 mAhg-1 deşarj kapasitesi ile en iyi sonucu vermiştir.

Synthesis of a novel borate ester (tris ((2-oxo-1,3-dioxolane-4-yl) methyl) borate- (B-GC) was carried out and investigated in the electrolyte of the Lithium ion battery. The basic chemical characterizations of the synthesized borate ester (NMR, FTIR, etc.) were performed. Electrolyte solutions containing 1 M LiPF6 salt were prepared and teflon cells were assembled with them using lithium as anode and LiFePO4 as cathode. It has been investigated as an electrolyte, in binary solvent component together with diethyl carbonate (DEC) and also as an additive in 1 M LiPF6-EC:DEC (1:1) reference electrolyte solution. For this purpose, basic electrochemical measurements of these electrolytes such as temperature dependent ionic conductivity, cyclic voltammetry and also charge-discharge-efficiency cycle performances of the assembled batteries have been performed. Although the synthesized borate ester was not sufficient to improve the performance of the electrolyte solution as a solvent and solvent component, it has been found to improve battery performance as an additive. Electrolytes containing 0.5%, 1% and 2% B-GC were prepared. The optimum result was found for electrolyte solution containing 1% additive as 158 mAhg-1 discharge capacity with only 7% performance loss at the end of 50 cycles.