Modeling the effect of electrolyte on the lithium sulfur battery performance

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: AYSUN ÇEÇE TÜRKER

Danışman: DAMLA EROĞLU PALA

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tezde, elektrolit miktarının ve özelliklerinin lityum-kükürt hücrelerinin performansı ve ömrü üzerindeki etkisi incelenmiştir. Marinescu et al. tarafından geliştirilen 0-boyutlu elektrokimyasal model temel alınmıştır. Birbirini takip eden deşarj ve şarj prosesleri, yani döngüler, Fortran programlama kullanılarak simüle edilmiştir. Elektrolit miktarının hücre performansı üzerindeki etkisini belirlemek için, elektrolit hacmi doğrudan değiştirilerek elektrolit-kükürt (E/S) oranı değiştirilmiştir. E/S oranı arttığında, beklentilerin aksine hücre deşarj kapasitesinin etkilenmediği gösterilmiştir. Ancak, döngüler boyunca kapasite azalması etkili bir şekilde tahmin edilmiştir. Elektrolit tipi ve özelliklerinin hücre performansı üzerindeki etkisi, mekanik bir yaklaşımla model parametreleri aracılığıyla dolaylı olarak öngörülmüş ve hassasiyet analizleri yapılmıştır. Hücre kapasitesinin, başlangıç voltajı, yüksek voltaj platosu standart potansiyeli ve mekik sabitindeki değişimlere duyarlı olduğu, hücre voltajının ise, yüksek ve düşük voltaj platosu değişim akım yoğunluklarındaki değişimlere duyarlı olduğu gösterilmiştir. Model, aktif alan (ar), çökelme sabiti (kp) ve C-oranındaki değişimlere doğru bir şekilde yanıt verememektedir. Ek olarak, mekik sabiti (ks) değeri değiştirilerek deneysel sonuçlara uygun deşarj prosesleri ve kapasiteleri, farklı E/S oranları ve elektrolit tipleri için elde edilmiştir. Bu analizlerin sonucunda, elektrolit tipi ve özelliklerinin etkisinin, modelin duyarlı olduğu parametreler aracılığıyla dolaylı olarak gösterilebileceği çıkarımına varılmıştır.