“Some essential devices that should be in a battery research laboratory.” Tipik bir batarya labaratuvarında olmazsa olmaz temel cihazlar.

Glove Boxe (Eldivenli Kabin):

Eldivenli kabin, batarya araştırma laboratuvarlarında çok önemli bir cihazdır. Bu cihazlar, dış etkenlerden izole edilmiş bir ortamda yüksek sıcaklıklara ısıtılan malzemeleri tutmak ve manipüle etmek için kullanılır. Özellikle lityum gibi hassas ve reaktif malzemelerle çalışırken, eldivenli kabinler güvenlik ve kalite açısından gereklidir. Mesela bizim labaratuvarda Na-ion ve Li-ion çalışan tüm hocalar pil kapatma vs. gibi işlemlerde glove boxe kullanırlar. Çünkü Li ve Na gibi elementler hava ile temas halinde çabuk reaksiyona girmekteler.

Eldivenli kabinlerin kullanımı şu şekilde gerçekleştirilir:

• Eldivenli kabinin içine yerleştirilecek malzeme, temiz ve kuru bir kapta hazırlanır.
• Eldivenli kabinin kapısı açılır ve malzeme kabinin içine yerleştirilir. Kapı kapatılır ve vakum pompası çalıştırılır.
• Kabinin içindeki atmosfer, istenen gaz karışımıyla değiştirilir. Örneğin, lityumla çalışırken argon gazı kullanılır.
• Kabinin içindeki sıcaklık, istenen değere ayarlanır. Sıcaklık kontrolü, termokupl veya kızılötesi sensörler aracılığıyla yapılır.
• Kabinin içindeki eldivenler aracılığıyla malzeme tutulur ve istenen işlem gerçekleştirilir. Örneğin, lityumla çalışırken, lityum metal kesilir, tartılır veya elektrotlara yapıştırılır.
• İşlem tamamlandığında, kabinin sıcaklığı ve atmosferi normal değerlere getirilir. Vakum pompası durdurulur ve kapı açılır.
• Malzeme kabinin dışına alınır ve gerekli analizler yapılır.

Potentiostats

Potansiyostatlar, bir elektroliz hücresinde çalışma elektrodunun potansiyelini (voltajını) sabit tutmak veya değiştirmek için kullanılan cihazlardır¹. Potansiyostatlar, elektrokimya alanında, batarya malzemelerinin, metal korozyonunun, elektroanalizin ve diğer uygulamaların ölçümü ve analizi için önemli araçlardır². Potansiyostatlar, bir çalışma elektrodu, bir referans elektrot ve bir yardımcı elektrot içeren bir elektrot sistemi ile bir işlemsel yükselteçten oluşur². Potansiyostatlar, farklı potansiyel ve akım aralıklarına, kanal sayılarına, fonksiyonlarına ve özelliklerine göre çeşitli türlerde bulunabilir¹³. Potansiyostatların kullanımı, örnek çözeltisinin hazırlanması, elektrotların seçimi ve bağlanması, potansiyostatın ayarlanması ve kalibre edilmesi, verilerin kaydedilmesi ve analiz edilmesi gibi adımları içerir². Potansiyostatların kullanımında dikkat edilmesi gereken bazı önlemler şunlardır²:

• Elektrotların temiz ve kuru olmasına dikkat edin.
• Referans elektrotunun sıvı seviyesini kontrol edin ve gerekiyorsa yenileyin.
• Elektrotların doğru şekilde bağlandığından emin olun.
• Potansiyostatın çalışma sıcaklığına uygun olduğundan emin olun.
• Potansiyostatın girişimden korunduğundan emin olun.
• Potansiyostatın doğru şekilde sıfırlandığından emin olun.

Microwave Oven (Mikrodalga Fırın):

Mikrodalga fırın, laboratuvarlarda malzemeleri ısıtmak veya kurutmak için kullanılan bir cihazdır. Mikrodalga fırınlar, elektrik enerjisini mikrodalgalar halinde yayarak çalışır. Bu dalgalar, malzeme içindeki molekülleri titreştirerek ısı üretir. Mikrodalga fırınlar, malzemelerin sentezi, aktivasyonu veya ısıl işlemi gibi çeşitli uygulamalar için kullanılabilir. Mikrodalga fırın, malzemeleri ısıtmak veya kurutmak için kullanılan bir cihazdır. Mikrodalga fırınlar, malzemelerin sentezi, aktivasyonu veya ısıl işlemi gibi çeşitli uygulamalar için kullanılabilir. Batarya araştırma laboratuvarında, mikrodalga fırınlar, batarya malzemelerinin hazırlanması veya iyileştirilmesi için kullanılabilir12. Örneğin, mikrodalga fırınlar, lityum iyon bataryaların elektrotlarının sentezinde, katot malzemelerinin aktivasyonunda veya anot malzemelerinin karbonizasyonunda kullanılabilir1. Ancak, mikrodalga fırınların kullanımında bazı riskler ve önlemler vardır. Örneğin, yanıcı buharların tutuşmasına, metal veya alüminyum folyo gibi malzemelerin kıvılcım çıkarmasına, plastik veya cam kapların patlamasına veya erimesine neden olabilir34. Bu nedenle, uygun malzeme ve kap seçimi yapılmalı ve mikrodalga fırın gözetim altında çalıştırılmalıdır. mikrodalga fırınların kullanımında bazı riskler ve önlemler vardır. Örneğin34:

Mikrodalga fırınlar, yemek pişirmek için tasarlanmış ev tipi fırınlar değil, laboratuvar tipi fırınlar olmalıdır. Ev tipi fırınlar, laboratuvarda kullanılan tehlikeli maddelere veya işlemlere dayanamaz.
Mikrodalga fırınlar, yanıcı buharların tutuşmasına, metal veya alüminyum folyo gibi malzemelerin kıvılcım çıkarmasına, plastik veya cam kapların patlamasına veya erimesine neden olabilir. Bu nedenle, uygun malzeme ve kap seçimi yapılmalı ve mikrodalga fırın gözetim altında çalıştırılmalıdır.
Mikrodalga fırınlar, malzemeleri eşit şekilde ısıtmayabilir. Malzemenin boyutu, şekli ve fiziksel özellikleri ısıtma etkisini etkiler. Ayrıca, mikrodalga fırınların güç seviyesi ve süresi de önemlidir. Bu nedenle, deneylerde tutarlılık ve güvenilirlik sağlamak için mikrodalga fırınların doğru şekilde ayarlanması ve kalibre edilmesi gerekir.

Ball Mill (Bilyeli Değirmen):

Bilyeli değirmen, bilyaların yardımıyla malzemeleri öğüten bir cihazdır. Bilyeli değirmenler, farklı boyutlarda, güçlerde ve kapasitelerde olabilir. Bilyeli değirmenler, yaş ve kuru olarak çalıştırılabilir. Bilyeli değirmenler, batarya araştırma laboratuvarlarında, batarya malzemelerinin boyutunu küçültmek veya homojenleştirmek için kullanılır¹². Örneğin, bilyeli değirmenler, lityum iyon bataryaların elektrotlarının hazırlanmasında, katot veya anot malzemelerinin öğütülmesinde kullanılabilir³.

Drying Oven (Etüv):

Etüv, belirli sıcaklıklarda mikrop üretme, sterilize etmekte, ısıtma, pişirme veya kurutma amaçlı kullanılan bir laboratuvar fırınıdır¹. Etüvler, farklı hacimlerde olup, sıcaklık 60 °C ile 250 °C arasında analog veya dijital termostat ile ayarlanabilen, iki kat saç levhadan oluşmuş, hava geçirmez yapıdadırlar². Etüvler, kuru ısı etüvleri, nemli ısı etüvleri ve formüllü etüvler gibi çeşitlere ayrılmaktadır¹.

Batarya araştırma laboratuvarında, etüvler, batarya malzemelerinin kurutulması veya sterilize edilmesi için kullanılır³. Örneğin, batarya elektrotlarının hazırlanmasında, elektrot malzemelerinin nemini gidermek veya organik maddelerden arındırmak için etüv kullanılabilir⁴. Ayrıca, batarya elektrolitlerinin hazırlanmasında, elektrolit çözeltilerinin sterilize edilmesi için etüv kullanılabilir³.

Etüvlerin kullanımı şu şekilde gerçekleştirilir:

• Etüve yerleştirilecek malzeme, uygun bir kapta hazırlanır. Malzemenin cinsine ve işlem süresine göre farklı kaplar seçilebilir. Örneğin, cam veya seramik kaplar yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Plastik kaplar ise düşük sıcaklıklarda ve kısa süreli işlemlerde kullanılabilir³.
• Etüvün kapısı açılır ve malzeme etüvün içine yerleştirilir. Kapı kapatılır ve termostat ayarlanır. İstenen sıcaklık değeri seçilir. Bazı etüvlerde zamanlayıcı da bulunur. İstenen süre ayarlanır.
• Etüv çalıştırılır ve malzeme ısıtılır. Isıtma işlemi sırasında etüvün içindeki hava dolaşımını sağlamak için fan sistemi bulunur. Ayrıca etüvün üst kısmında açılabilir hava pencereleri bulunur. Bu pencereler sayesinde içerideki sıcaklığın tahliye edilmesi sağlanır¹.
• Isıtma işlemi tamamlandığında, etüv durdurulur ve soğuması beklenir. Kapı açılır ve malzeme etüvün dışına alınır. Gerekli analizler yapılır.

Buchi Oven (Buchi Fırın):

Buchi fırın, vakum altında malzemeleri kurutan veya damıtan bir cihazdır. Buchi fırınları, batarya araştırma laboratuvarlarında, batarya malzemelerinin nemini veya çözücülerini gidermek için kullanılır¹. Örneğin, batarya elektrotlarının hazırlanmasında, elektrot malzemelerinin kurutulması için Buchi fırını kullanılabilir².

Buchi fırınlarının kullanımı şu şekilde gerçekleştirilir:

• Buchi fırına yerleştirilecek malzeme, uygun bir kapta hazırlanır. Malzemenin cinsine ve işlem süresine göre farklı kaplar seçilebilir. Örneğin, cam veya seramik kaplar yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Plastik kaplar ise düşük sıcaklıklarda ve kısa süreli işlemlerde kullanılabilir³.
• Buchi fırının kapısı açılır ve malzeme fırının içine yerleştirilir. Kapı kapatılır ve vakum pompası çalıştırılır. Vakum pompası, fırın içindeki basıncı düşürerek malzemenin daha düşük sıcaklıklarda kurumasını veya damıtılmasını sağlar.
• Buchi fırının sıcaklığı, istenen değere ayarlanır. Sıcaklık kontrolü, termokupl veya kızılötesi sensörler aracılığıyla yapılır. Sıcaklık değeri, malzemenin cinsine ve işlem süresine göre değişir³.
• Buchi fırın çalıştırılır ve malzeme kurutulur veya damıtılır. Kurutma veya damıtma işlemi sırasında, malzemeden buharlaşan nem veya çözücü, vakum pompası tarafından emilir ve soğutucu bir sistemde yoğunlaştırılır.
• Kurutma veya damıtma işlemi tamamlandığında, Buchi fırın durdurulur ve soğuması beklenir. Kapı açılır ve malzeme fırının dışına alınır. Gerekli analizler yapılır.

Strip Casting Machine (Şerit Döküm Cihazı):

Şerit döküm cihazı, toz malzemeleri ince şeritler halinde döken bir cihazdır. Şerit döküm cihazları, batarya araştırma laboratuvarlarında, ince film elektrotların hazırlanması için kullanılır¹. Şerit döküm cihazları, bir bağlayıcı sistemi ile karıştırılmış toz malzemeleri, bir bıçak yardımıyla belirli bir kalınlıkta ve hızda bir altlık üzerine döker. Dökülen şeritler, kurutulur ve istenilen kalınlığa göre üst üste konularak preslenir. Preslenen şeritler, bağlayıcıyı uzaklaştırmak ve sinterlemek için fırınlanır. Böylece, ince film elektrotlar elde edilir².

Şerit döküm cihazlarının kullanımı şu şekilde gerçekleştirilir:

• Şerit döküm cihazına yerleştirilecek toz malzeme, uygun bir bağlayıcı sistemi ile karıştırılır. Bağlayıcı sistemi, bağlayıcı, plastikleştirici, dağıtıcı ve çözücü gibi bileşenler içerir. Bağlayıcı sistemi, toz malzemelerin bir arada tutulmasını ve istenen viskoziteye ulaşılmasını sağlar².
• Şerit döküm cihazının kapısı açılır ve toz malzeme cihazın içine yerleştirilir. Kapı kapatılır ve vakum pompası çalıştırılır. Vakum pompası, cihaz içindeki hava kabarcıklarını gidererek malzemenin homojenliğini arttırır².
• Şerit döküm cihazının sıcaklığı, istenen değere ayarlanır. Sıcaklık kontrolü, termokupl veya kızılötesi sensörler aracılığıyla yapılır. Sıcaklık değeri, malzemenin cinsine ve işlem süresine göre değişir².
• Şerit döküm cihazının bıçağı, istenen kalınlıkta ayarlanır. Bıçak aralığı, şeridin kalınlığını belirler. Bıçak aralığı, mikron mertebesinde hassas olarak ayarlanabilir¹.
• Şerit döküm cihazının altlığı, istenen hızda ayarlanır. Altlık hızı, şeridin uzunluğunu belirler. Altlık hızı, santimetre mertebesinde ayarlanabilir¹.
• Şerit döküm cihazı çalıştırılır ve toz malzeme bıçak yardımıyla altlık üzerine dökülür. Dökülen şeritler, altlık ile birlikte kurutulur ve kesilir. Kurutulan şeritler, istenilen kalınlığa göre üst üste konularak preslenir².
• Preslenen şeritler, bağlayıcıyı uzaklaştırmak ve sinterlemek için fırınlanır. Fırınlanma sıcaklığı ve süresi, malzemenin cinsine ve özelliklerine göre değişir².

Reactor (Reaktör):

Reaktör, kimyasal tepkimeleri gerçekleştirmek için tasarlanmış bir cihazdır. Reaktörler, farklı şekil, boyut, malzeme ve işlevlere sahip olabilirler. Reaktörler, reaksiyona giren maddelerin hâline, tepkime türüne ve çalışma prensibine göre çeşitli türlere ayrılırlar¹. Batarya araştırma laboratuvarında, reaktörler, batarya elektrolitlerinin sentezi veya modifikasyonu için kullanılır². Örneğin, lityum iyon bataryaların elektrolitleri, organik çözücüler ve lityum tuzları içeren çözeltilerdir. Bu çözeltilerin hazırlanması için reaktörler kullanılabilir³.

Reaktörlerin kullanımı şu şekilde gerçekleştirilir:

• Reaktöre yerleştirilecek maddeler, uygun oranlarda ve saflıkta hazırlanır. Maddelerin cinsine ve reaksiyon koşullarına göre farklı kaplar seçilebilir. Örneğin, cam veya paslanmaz çelik kaplar yüksek sıcaklık ve basınca dayanıklıdır. Plastik kaplar ise düşük sıcaklık ve basınçta kullanılabilir⁴.
• Reaktörün kapısı açılır ve maddeler reaktörün içine yerleştirilir. Kapı kapatılır ve vakum pompası çalıştırılır. Vakum pompası, reaktör içindeki hava veya istenmeyen gazları gidererek reaksiyonun verimini arttırır⁵.
• Reaktörün sıcaklığı, basıncı ve karıştırma hızı, istenen değerlere ayarlanır. Sıcaklık, basınç ve karıştırma hızı, reaksiyonun hızını ve seçiciliğini etkiler. Bu parametreler, termokupl, basınç sensörü veya karıştırıcı motoru aracılığıyla kontrol edilir⁴.
• Reaktör çalıştırılır ve reaksiyon gerçekleştirilir. Reaksiyon süresi, maddelerin cinsine ve istenen ürün miktarına göre değişir⁴. Reaksiyon sırasında oluşan ürünler, reaktörden alınabilir veya depolanabilir⁵.
• Reaksiyon tamamlandığında, reaktör durdurulur ve soğuması beklenir. Kapı açılır ve maddeler reaktörden alınır. Gerekli analizler yapılır.

Precision Balances (Hassas Terazi):

Hassas terazi, laboratuvar, ilaç ve kimya sanayi, değerli madenlerin ölçümlerinde kullanılan elektronik bir terazidir¹. Hassas terazi, gramın binde biri kadar ince hesaplar yapabilen bir cihazdır. Normal teraziler kilogram ve gram hesabı yaparken, hassas terazilerle miligram hesabı yapılarak ölçümler yapılmaktadır¹. Hassas teraziler, 0.01 gramdan 1100 kg ağırlığına kadar ölçebilen cihazlardır². Endüstriyel alanlarda özellikle de hassas ve küçük birim ölçümleri için sıklıkla tercih edilmektedir².

Batarya araştırma laboratuvarında, hassas terazi, batarya malzemelerinin tartılması veya dozajlanması için kullanılır³. Örneğin, batarya elektrotlarının hazırlanmasında, elektrot malzemelerinin belirli oranlarda karıştırılması için hassas terazi kullanılabilir⁴. Ayrıca, batarya elektrolitlerinin hazırlanmasında, elektrolit çözeltilerinin belirli konsantrasyonlarda hazırlanması için hassas terazi kullanılabilir³.

Hassas terazinin kullanımı şu şekilde gerçekleştirilir:

• Hassas teraziye yerleştirilecek malzeme, temiz ve kuru bir kapta hazırlanır. Malzemenin cinsine ve işlem süresine göre farklı kaplar seçilebilir. Örneğin, cam veya seramik kaplar yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Plastik kaplar ise düşük sıcaklıklarda ve kısa süreli işlemlerde kullanılabilir³.
• Hassas terazinin kapısı açılır ve malzeme terazinin içine yerleştirilir. Kapı kapatılır ve terazi çalıştırılır. Terazi, malzemenin ağırlığını miligram cinsinden gösterir. Terazinin okunabilirliği, şeridin kalınlığını belirler. Okunabilirlik değeri, mikron mertebesinde hassas olarak ayarlanabilir³.
• Hassas teraziye yerleştirilen malzeme, istenen ağırlığa göre arttırılır veya azaltılır. Malzemenin ağırlığı, hassas terazinin ekranından takip edilir. Malzemenin ağırlığı istenen değere ulaştığında, terazi durdurulur ve kapı açılır.
• Hassas teraziye yerleştirilen malzeme, teraziden alınır ve gerekli işlemler yapılır.

Magnetic Stirrers

Manyetik karıştırıcı, laboratuvarlarda sıvı numuneleri karıştırmak için kullanılan bir cihazdır. Manyetik karıştırıcı, bir manyetik alan oluşturan bir motor ve bu alanda dönen bir manyetik çubuk veya balık içerir. Manyetik karıştırıcı, numunenin homojen ve tutarlı bir yapıya sahip olmasını sağlar. Manyetik karıştırıcılar, kimya, biyoloji, ilaç, gıda, boya ve tekstil gibi pek çok alanda çözelti hazırlamak, maddeleri eritmek veya dağıtmak için kullanılır¹².

Batarya araştırma laboratuvarında, manyetik karıştırıcı, batarya malzemelerinin hazırlanması veya iyileştirilmesi için kullanılır³. Örneğin, batarya elektrotlarının hazırlanmasında, elektrot malzemelerinin belirli oranlarda karıştırılması için manyetik karıştırıcı kullanılabilir⁴. Ayrıca, batarya elektrolitlerinin hazırlanmasında, elektrolit çözeltilerinin homojenleştirilmesi için manyetik karıştırıcı kullanılabilir⁵.

Manyetik karıştırıcının kullanımı şu şekilde gerçekleştirilir:

• Manyetik karıştırıcıya yerleştirilecek numune, uygun bir kapta hazırlanır. Kaptaki sıvının seviyesi, manyetik balığın tamamen kaplanmasını sağlayacak şekilde ayarlanır. Kap, manyetik alandan etkilenmeyen bir malzemeden yapılmalıdır. Örneğin, cam veya plastik kaplar kullanılabilir¹.
• Manyetik karıştırıcının üzerine yerleştirilen kapa numunenin içine manyetik balık atılır. Manyetik balık, numunenin içinde serbestçe dönebilecek şekilde olmalıdır. Manyetik balığın boyutu ve şekli, numunenin cinsine ve hacmine göre değişir¹.
• Manyetik karıştırıcının hızı, istenen değere ayarlanır. Hız kontrolü, analog veya dijital bir düğme aracılığıyla yapılır. Hız değeri, numunenin viskozitesine ve işlem süresine göre değişir¹.
• Manyetik karıştırıcı çalıştırılır ve numune karıştırılır. Karıştırma işlemi sırasında manyetik balık, manyetik alanın etkisiyle numunenin içinde döner ve sıvının hareketini sağlar. Karıştırma işlemi tamamlandığında, manyetik karıştırıcı durdurulur ve kap alınır.

Ionic Conductivity Measurement Devices

İyonik iletkenlik ölçüm cihazı, bir sıvının içindeki iyonların hareketliliğini ölçen bir cihazdır. İyonik iletkenlik ölçüm cihazları, batarya araştırma laboratuvarlarında, batarya elektrolitlerinin iletkenliklerini belirlemek için kullanılır¹. Örneğin, lityum iyon bataryaların elektrolitleri, organik çözücüler ve lityum tuzları içeren çözeltilerdir. Bu çözeltilerin iletkenlikleri, batarya performansını etkiler².

İyonik iletkenlik ölçüm cihazlarının kullanımı şu şekilde gerçekleştirilir:

• İyonik iletkenlik ölçüm cihazına yerleştirilecek numune, uygun bir kapta hazırlanır. Numunenin hacmi ve konsantrasyonu, iletkenlik ölçümünü etkiler. Numune, iyi bir kapalı kap içinde saklanmalı ve hava ile temas ettirilmemelidir³.
• İyonik iletkenlik ölçüm cihazının elektrotları, numunenin içine daldırılır. Elektrotlar, numunenin içinde tamamen kaplanmalı ve birbirine temas etmemelidir³.
• İyonik iletkenlik ölçüm cihazının sıcaklığı, istenen değere ayarlanır. Sıcaklık kontrolü, termokupl veya kızılötesi sensörler aracılığıyla yapılır. Sıcaklık değeri, numunenin viskozitesine ve iyon hareketliliğine göre değişir³.
• İyonik iletkenlik ölçüm cihazı çalıştırılır ve numunenin iletkenliği ölçülür. İletkenlik değeri, siemens (S) veya mho (℧) cinsinden gösterilir. İletkenlik değeri, elektrotların geometrisine ve numunenin direncine bağlıdır³.

Autoclave (Otoklav)

Otoklav, basınçlı su buharı ile çeşitli malzemeleri sterilize eden bir cihazdır. Otoklavlar, laboratuvar, sağlık, gıda, kimya ve kozmetik gibi pek çok alanda kullanılır¹. Otoklavlar, 1879’da Charles Chamberland tarafından icat edilmiştir². Otoklav ismi Yunanca auto- (kendi kendine) ve Latince clavis (anahtar) kelimelerinden türetilmiştir ve “kendinden kilitli cihaz” anlamına gelmektedir².

Batarya araştırma laboratuvarında, otoklavlar, batarya malzemelerinin sterilize edilmesi veya ısıl işlem görmesi için kullanılır³. Örneğin, batarya elektrotlarının hazırlanmasında, elektrot malzemelerinin mikroplardan arındırılması veya sinterlenmesi için otoklav kullanılabilir⁴. Ayrıca, batarya elektrolitlerinin hazırlanmasında, elektrolit çözeltilerinin sterilize edilmesi için otoklav kullanılabilir.

Otoklavların kullanımı şu şekilde gerçekleştirilir:

• Otoklava yerleştirilecek malzeme, uygun bir kapta hazırlanır. Malzemenin cinsine ve işlem süresine göre farklı kaplar seçilebilir. Örneğin, metal veya cam kaplar yüksek sıcaklık ve basınca dayanıklıdır. Plastik kaplar ise düşük sıcaklık ve basınçta kullanılabilir¹.
• Otoklavın kapısı açılır ve malzeme otoklavın içine yerleştirilir. Kapı kapatılır ve vida yardımıyla sağlamlaştırılır. Kapak üzerinde ayrıca bir basınç göstergesi ve bir termometre vardır. Kazandaki su; petrol gazı, elektrikli ocak gibi bir ısıtıcı aracılığıyla ısıtılır².
• Su kaynamaya başladığında ortaya çıkan ilk buhar kapakta bulunan musluk sayesinde dışarıya atılır (vakumlama) ve böylece otoklavın içindeki hava boşaltılmış olur. Vakumlama işleminin amacı ısının her yere eşit dağıtılmasını sağlamak ve en iyi sonucu elde etmektir. Vakumlama işlemi tamamlandıktan sonra musluk kapatılır ve su buharının daha da fazla ısınması sağlanır².
• Otoklavın içindeki sıcaklık ve basınç, istenen değerlere ayarlanır. Sıcaklık ve basınç kontrolü, termokupl veya basınç sensörü aracılığıyla yapılır. Sıcaklık ve basınç değerleri, malzemenin cinsine ve işlem süresine göre değişir¹.
• Otoklav çalıştırılır ve malzeme sterilize edilir veya ısıl işlem görür. Sterilizasyon veya ısıl işlem süresi, malzemenin cinsine ve istenen ürün özelliklerine göre değişir¹. İşlem bittikten sonra içindeki buhar tahliye borusu aracılığı ile salınır ve soğuması beklenir.
• Otoklav soğuduktan sonra kapı açılır ve malzeme otoklavdan alınır. Gerekli analizler yapılır.

pH Meter (PH Metre):

PH metre, bir sulu çözeltinin asidik veya bazik olduğunu ölçen bir cihazdır. PH metre, sulu çözeltideki hidrojen iyonu aktivitesini tespit ederek o çözeltinin pH ölçeğinin neresinde yer aldığını belirlemeye yardımcı olur. PH metre, bir pH elektrodu ve bir referans elektrodu veya bir kombinasyon elektrodu içerir. Elektrotlar veya problar test edilecek çözeltiye sokulur. PH metre, iki elektrot arasındaki voltajı ölçer ve sonucu ona karşılık gelen pH değerine dönüştürür¹.

Batarya araştırma laboratuvarında, pH metre, batarya elektrolitlerinin asidikliğini veya bazikliğini belirlemek için kullanılır². Örneğin, lityum iyon bataryaların elektrolitleri, organik çözücüler ve lityum tuzları içeren çözeltilerdir. Bu çözeltilerin pH değerleri, batarya performansını etkiler³.

PH metre kullanımı şu şekilde gerçekleştirilir:

• PH metreye yerleştirilecek çözelti, uygun bir kapta hazırlanır. Çözeltinin hacmi ve konsantrasyonu, pH ölçümünü etkiler. Çözelti, iyi bir kapalı kap içinde saklanmalı ve hava ile temas ettirilmemelidir⁴.
• PH metrenin elektrotları, çözeltinin içine daldırılır. Elektrotlar, çözeltinin içinde tamamen kaplanmalı ve birbirine temas etmemelidir⁴.
• PH metrenin sıcaklığı, istenen değere ayarlanır. Sıcaklık kontrolü, termokupl veya kızılötesi sensörler aracılığıyla yapılır. Sıcaklık değeri, çözeltinin viskozitesine ve iyon hareketliliğine göre değişir⁴.
• PH metre çalıştırılır ve çözeltinin pH değeri ölçülür. PH değeri, siemens (S) veya mho (℧) cinsinden gösterilir. PH değeri, elektrotların geometrisine ve çözeltinin direncine bağlıdır⁴.

Muffle Furnaces (Kül Fırın):

Kül fırını, bir malzemeyi içerisinden tutarak ve dış kirleticilerden, kimyasal maddelerden veya maddelerden tamamen izole ederken tutarken bir malzemeyi önemli ölçüde yüksek sıcaklıklara ısıtmak için kullanılan bir tür ceketli muhafaza anlamına gelir¹. Kül fırını, yanma sonucu ortaya çıkan ısınmanın sonuçlarına karşı koymak için tasarlanmıştır. Bu sonuçlar, kül, kurum ve gaz dumanı gibi çeşitli istenmeyen yan ürünleri içerir. Bu yan ürünlerin üretilmesi genellikle ısıtılan malzemeye yabancı maddeler olarak bulunur. Bu nedenle, bununla mücadele etmek için bir konut ortamı geliştirmek hayati hale geldi. Kül fırını, 1800 °C (3270 ° F) yüksekliğe kadar sıcaklıklara erişme ve bu sıcaklıklarda tutma kapasitesine sahiptir. Deney yapmak, lehimlemek ve lehimlemek için laboratuvar malzemeleri dahil çeşitli uygulamalarda kullanılırlar¹.

Batarya araştırma laboratuvarında, kül fırını, batarya malzemelerinin kül tayininde kullanılır². Örneğin, batarya elektrotlarının hazırlanmasında, elektrot malzemelerinin kül oranını belirlemek için kül fırını kullanılabilir³. Kül oranı, bir malzemenin yanma sonucunda geriye kalan inorganik madde miktarını gösterir. Kül oranı, batarya performansını etkileyen faktörlerden biridir³.

Kül fırınının kullanımı şu şekilde gerçekleştirilir:

• Kül fırınına yerleştirilecek malzeme, temiz ve kuru bir kapta hazırlanır. Malzemenin cinsine ve işlem süresine göre farklı kaplar seçilebilir. Örneğin, metal veya seramik kaplar yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Plastik kaplar ise düşük sıcaklıklarda ve kısa süreli işlemlerde kullanılabilir¹.
• Kül fırınının kapısı açılır ve malzeme fırının içine yerleştirilir. Kapı kapatılır ve vakum pompası çalıştırılır. Vakum pompası, fırın içindeki hava kabarcıklarını gidererek malzemenin homojenliğini arttırır¹.
• Kül fırınının sıcaklığı, istenen değere ayarlanır. Sıcaklık kontrolü, termokupl veya kızılötesi sensörler aracılığıyla yapılır. Sıcaklık değeri, malzemenin cinsine ve işlem süresine göre değişir¹.
• Kül fırını çalıştırılır ve malzeme yanmaya başlar. Yanma işlemi sırasında ortaya çıkan kül, kurum ve gaz dumanı, fırın içinde tutulur veya tahliye edilir¹.
• Yanma işlemi tamamlandığında, kül fırını durdurulur ve soğuması beklenir. Kapı açılır ve malzeme fırından alınır. Geriye kalan kül miktarı tartılır ve kül oranı hesaplanır.

Atmosphere-Controlled Tube Furnaces (Atmosfer Ayarlı Tüp Fırın):

Atmosfer ayarlı tüp fırın, farklı atmosfer ve vakum ortamlarında malzemeleri ısıtmak için kullanılan bir cihazdır. Atmosfer ayarlı tüp fırınlar, batarya araştırma laboratuvarlarında, batarya malzemelerinin sentezi, aktivasyonu veya ısıl işlemi gibi çeşitli uygulamalar için kullanılır¹. Örneğin, atmosfer ayarlı tüp fırınlar, lityum iyon bataryaların elektrotlarının sentezinde, katot malzemelerinin aktivasyonunda veya anot malzemelerinin karbonizasyonunda kullanılabilir².

Atmosfer ayarlı tüp fırınlarının kullanımı şu şekilde gerçekleştirilir:

• Atmosfer ayarlı tüp fırına yerleştirilecek malzeme, uygun bir kapta hazırlanır. Malzemenin cinsine ve işlem süresine göre farklı kaplar seçilebilir. Örneğin, metal veya seramik kaplar yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Plastik kaplar ise düşük sıcaklıklarda ve kısa süreli işlemlerde kullanılabilir¹.
• Atmosfer ayarlı tüp fırının kapısı açılır ve malzeme fırının içine yerleştirilir. Kapı kapatılır ve vakum pompası çalıştırılır. Vakum pompası, fırın içindeki basıncı düşürerek malzemenin daha düşük sıcaklıklarda ısıtılmasını sağlar¹.
• Atmosfer ayarlı tüp fırının sıcaklığı, istenen değere ayarlanır. Sıcaklık kontrolü, termokupl veya kızılötesi sensörler aracılığıyla yapılır. Sıcaklık değeri, malzemenin cinsine ve işlem süresine göre değişir¹.
• Atmosfer ayarlı tüp fırının atmosferi, istenen gaz bileşimine ayarlanır. Atmosfer kontrolü, debimetre veya gaz analizörleri aracılığıyla yapılır. Atmosfer değeri, malzemenin cinsine ve istenen ürün özelliklerine göre değişir¹.
• Atmosfer ayarlı tüp fırın çalıştırılır ve malzeme ısıtılır. Isıtma işlemi sırasında oluşan ürünler, fırından alınabilir veya depolanabilir¹.
• Isıtma işlemi tamamlandığında, atmosfer ayarlı tüp fırın durdurulur ve soğuması beklenir. Kapı açılır ve malzeme fırından alınır. Gerekli analizler yapılır.