Kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemiyle li-iyon pillere uygun ZnO anot geliştirilmesi

Abstract

Son yıllarda, enerji ihtiyacındaki artış, teknolojinin gelişimine bağlı olarak artmaktadır. Özellikle, taşınabilir elektronik cihaz kullanımına olan büyük talep, şarj edilebilir pil ihtiyacına neden olmaktadır. Buna paralel olarak, daha güvenli, daha hafif ve daha yüksek kütlesel kapasiteye sahip li-ion piller ile ilgili olarak araştırma geliştirme çalışmaları yapılmaktadır.Bu tez çalışmasında kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemi ile lityum iyon pillere uygun anot malzemelerinin geliştirilmesi amacıyla ZnO kaplamalar incelenmiştir. Çinko oksit kaplamalar Si wafer üzerine yapılmıştır. Kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle 200, 300 ve 400°C sıcaklıklarında 1, 3 ve 5 L/dk. saf O2 akış ile deneyler gerçekleştirilmiştir. Başlangıç malzemesi olarak çinko asetat dihidrat [Zn(CH3COO)2.2H2O] kullanılmıştır. Kaplama süreleri 10, 20 ve 30 dk. olarak belirlenmiştir. Farklı sıcaklık, süre ve gaz akış hızının mikro yapıya, tane boyutuna, yüzey pürüzlülüğüne ve iletkenliğe olan etkileri taramalı elektron mikroskobu (SEM), atomik kuvvet mikroskobu (AFM), x-ışınları kırınım ölçeri (XRD) ve dört nokta elektriksel özdirenç test cihazları ile incelenmiştir.

In recent years, the energy requirements is increasing correspondingly with the development of technology. Especially, great demand of using the mobile electronic instrument causes the requirement of rechargeable batteries. Concordantly research and development studies about Li-ion batteries which are safer, lighter and have the higher initial capacity are being done.In this study, ZnO coating which was done by the chemical vapor deposition (CVD) method was investigated as a novel anode material for Li-ion batteries enhancement. Zinc oxide was coated on the Si wafer substrate. Chemical vapor deposition experimental studies carried out at 200, 300 and 400 °C for 10, 20 and 30 minutes. O2 flow rates were 1, 3 and 5 L/min. As a starting material, zinc acetate dehydrates was used. Effects of temperature, time and flow rate on the micro structure, particle size, surface finish and conductivity were determined by scanning electron microscopy (SEM), Atomic force microscopy (AFM), X-Ray Diffraction (XRD) and 4-point probe resistivity.