Preparation and characterization of Bronze-TiO2 composite with Tin and Silica for use as high-performance anode materials in Lithium-ion Batteries

การเตรียมและการหาลักษณะเฉพาะของคอมโพสิตไทเทเนียมไดออกไซด์ชนิดบรอนซ์ที่มีดีบุกและซิลิกาเพื่อใช้เป็นวัสดุแอโนดประสิทธิภาพสูงในแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน

Name: Chawin Yodbunork

ThaSH: Bronze-TiO2

ThaSH: Tin

ThaSH: Silica

ThaSH: Composite materials

ThaSH: Tin -- Composition

ThaSH: Silica -- Composition

ThaSH: Battery chargers

Abstract: Recently, one of anode materials development trend for lithium-ion batteries is focused on titanium dioxide, especially TiO2(B), due to its fast-charging ability and stability. However, its specific capacity and conductivity are lower than other anode materials. To overcome these issues, this work aims to prepare the TiO2(B) composited with rice husk-derived SiO2 and Sn by recrystallization and chemical reduction method. Phase characterization of pure TiO2(B) can be indexed as the monoclinic structure. After SiO2 was added into TiO2(B), amorphous SiO2 pattern cannot be observed in XRD pattern of all composites. When Sn was merged into SiO2/TiO2(B) composite, it was found that some peaks of Sn and TiO2(B) co-existed. In term of the morphological analysis, SiO2 and Sn particles were noticed as small spherical shape which distributed on TiO2(B) rods. For the electrochemical analysis, the 10%Sn-10%SiO2/TiO2(B) composite presented the highest capacity of 143.57 mAh g -1 together with coulombic efficiency of 99.91% at highrate performance of 5000 mA g -1 for long cycle life of 500 cycles. However, some agglomerations of SiO2 nanoparticles were observed, resulting in low capacity in SiO2/TiO2(B) composite. This work suggested that the 10%Sn-10%SiO2/TiO2(B) composite could be a good alternative material for use as an anode material in lithiumion batteries.

Abstract: เมื่อเร็ว ๆ นี้ หนึ่งในแนวโน้มการพัฒนาวัสดุแอโนดสำหรับแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน มุ่งเน้นไป ที่ไทเทเนียมไดออกไซค์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งไทเทเนียมไคออกไซค์ชนิดบรอนซ์ เนื่องจาก มีความสามารถในการชาร์จเร็ว และมีความเสถียรสูง แต่อย่างไรก็ตาม ค่าความจุจำเพาะและการ ไฟฟ้าวัสดุคังกล่าวมีค่าที่ต่ำกว่าวัสดุแอโนดชนิดอื่น เพื่อกำจัดปัญหาเหล่านี้ ในงานวิจัขนี้มุ่งเน้นจะเตรียมไทเทเนียมใดออกไซด์ชนิดบรอนซ์ คอมโพสิตกับซิลิกา ที่ได้จากแกลบข้าวและดีบุก โดยวิธีตกผลึกใหม่และวิธีการรีดักชันทางเคมี การหาลักษณะเฉพาะทางเฟสของไทเทเนียมไดออกไซค์ชนิคบรอนซ์ สามารถบ่งชี้ได้ว่าเป็น โครงสร้างโมโนคลินิก หลังจากเติมซิลิกาเข้าไปของไทเทเนียมไดออกไซด์ชนิดบรอนซ์ พบว่ารูปแบบอสัญฐานของซิลิกา ไม่สามารถสังเกตุเห็นได้ในรูปแบบเทคนิกวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ของคอมโพสิตทั้งหมด เมื่อผสมบุกเข้าไปใน คอมโพสิตซิลิกไทเทเนียมไดออกไซด์ชนิดบรอนซ์ พบว่ามีบางพีคของดีบุกปรากฏอยู่ร่วมกับไทเทเนียมไดออกไซค์ชนิคบรอนซ์ ในส่วนของการวิเคราะห์ทางสัณฐานวิทยา พบว่าอนุภาคชิลิกาและดีบุกถูกสังเกตเห็นว่าเป็นรูปร่างทรงกลมขนาดเล็กซึ่งกระจายอยู่บนแท่งไทเพนียมใดออกไซด์ชนิดบรอนซ์ สำหรับการวิเคราะห์ทางไฟฟ้เคมี พบว่า คอมโพสิคร้อยละ 10 ของดีบุก-ร้อยละ 10 ซิลิกา/ไทเทเนียมชนิดบรอนซ์ มีค่าความจุที่สูงที่สุดเป็น 143.37 มิลลิแอมแปรชั่วโมงต่อกรัม ประสิทธิภาพดูลอมปร้อยละ99.91 โดยทำการทดสอบที่อัตราความหนาแน่นกระแสสูงเปีน 5000 มิลิแอมแปรต่อกรัม จำนวน 500รอบ แต่อย่างไรก็ตามมีการสังเกตุเห็นการรวมตัวอนุภาคนาโนซิลิกาบางส่วน ซึ่งมีผลทำให้คอมโพสิตซิลิกา/ไทเทเนียมใดออกไซค์ชนิดบรอนซ์ มีความจุที่ต่ำ ในงานนี้ได้เสนอว่า คอมโพสิคร้อยละ 10 ของดีบุก-ร้อยละ 10 ซิลิกา/ไทเทเนียมชนิดบรอนซ์ อาจเป็นวัสดุทางเลือกที่ดีสำหรับใช้เป็นวัสดุแอโนดในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Thapanee Sarakonsri

Role: Advisor

Created: 2021

Modified: 2023-10-07

Issued: 2023-10-07

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Chemistry

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	610531109.pdf	4.29 MB

ใช้เวลา

0.031386 วินาที