Akademik Veri Yönetim Sistemi
JOURNAL OF POLYTECHNIC-POLITEKNIK DERGISI, cilt.29, sa.4, ss.1-7, 2026 (ESCI, TRDizin)
Alüminyum (Al) ve zirkonyum (Zr) katkılamasının, katot malzemelerinin yapısal ve elektrokimyasal performansını artırdığı, potansiyel olarak lityum iyon pil uygulamaları için uygunluklarını geliştirdiği tespit edilmiştir. Bu nedenle, bu çalışmada Al ve Zr, sol-jel destekli katı hal katkılama sentezi yoluyla nikel-kobalt-çinko hidroksit malzemeye birlikte katkılanarak çift katkılı Li1.05Ni0.8[Co0.054Zn0.046] Al0.08Zr0.02O2 (NiCoZn–AlZr) katot malzemesi üretilmiştir. Sentezlenen tozlar SEM-EDS, XRD ve Rietveld analizleri ile karakterize edilmiştir. 800 derecede 20 saat süren kalsinasyon işlemi sonucunda I(003)/I(104) XRD pik şiddetleri oranı 1,2 ve c/a değeri 4,955 olarak bulunmuştur. Bu yapısal parametreler, malzemenin elektrokimyasal kararlılığı ve şarj/deşarj döngüsü performansının kritik göstergeleridir. Ayrıca çevrimsel voltametri testi ile katot malzemesinde gerçekleşen redoks reaksiyonlarının tersinebilir olduğu kanıtlanmıştır. Sonuç olarak, sentezlenen NiCoZn–AlZr katot malzemesi, gelişmiş lityum iyon pil uygulamaları için ümit verici özellikler göstermektedir. NiCoZn–AlZr'nin katkılama işleminin sistematik bir şekilde incelenmesi, gelişmiş kararlılık ve performansa sahip yeni nesil katot malzemelerinin tasarlanmasında değerli bilgiler sağlayabilir.
Anahtar kelimeler: Lityum iyon pil, katot malzemesi, enerji depolama.
Aluminum (Al) and zirconium (Zr) doping have been found to enhance the structural and electrochemical performance of cathode materials, potentially improving their suitability for lithium-ion battery applications. Therefore, in this study, Al and Zr were incorporated into nickel-cobalt-zinc hydroxide material via sol-gel assisted solid-state doping synthesis to produce dual-doped Li1.05Ni0.8[Co0.054Zn0.046] Al0.08Zr0.02O2 (NiCoZn–AlZr) cathode material. The synthesized powders were characterized using SEM-EDS, XRD, and Rietveld refinement analysis. As a result of the calcination process lasting 20 hours at 800 degrees, the XRD peak intensity ratio I(003)/I(104) was 1.2, and the c/a value was 4.955. These structural parameters are critical to the material's electrochemical stability and charge/discharge cycling performance. Additionally, the cyclic voltammetry test proved the redox reversibility of the cathode material. In conclusion, this study's NiCoZn–AlZr cathode material demonstrates promising characteristics for advanced lithium-ion battery applications. A systematic survey of the doping process for NiCoZn–AlZr can provide valuable information for designing next-generation cathode materials with improved stability and performance.
Keywords: Lithium-ion battery, cathode material, energy storage.