Herkese merhaba kıymetli dostlar. Bugün sizlere makale, tez okumalarımda sıklıkla karşılaştığım bazı kelime ve konulardan bahsetmek istiyorum. Aşağıda her bir kavramı ve ayrı ayrı ona dair not aldığım açıklamaları görebileceksiniz.

SEI KATMANI

SEI (Solid Electrolyte Interphase) katmanı, lityum iyon pillerde elektrot yüzeyini ve elektrolit arasında oluşan ince bir tabakadır. Lityum iyon piller şarj ve deşarj sırasında elektrot yüzeyi ile elektrolit arasında kimyasal reaksiyonlar gerçekleştirir. Bu kimyasal reaksiyonlar sonucunda elektrot yüzeyinde, elektrot malzemesi ile elektrolit arasında katı bir tabaka oluşur ve bu tabaka SEI katmanı olarak adlandırılır.

SEI katmanının oluşumu pilin stabilitesini ve performansını etkiler. SEI katmanı, elektrot malzemesi ile elektrolit arasındaki reaksiyonlar sonucu lityum tuzları ve organik bileşiklerin birikmesiyle oluşur. Bu tabaka, elektrotun kimyasal kararsızlık ve aşırı reaksiyonlardan korunmasına yardımcı olur ve lityum iyonlarının elektrot yüzeyine geçirgenliğini düzenler. Aynı zamanda pilin güvenliği için de önemli bir rol oynar.

SEI katmanının karakterizasyonu ve optimizasyonu, lityum iyon pil kimyasının geliştirilmesi için önemli bir araştırma alanıdır. Pil üreticileri, istikrarlı, ince ve homojen bir SEI katmanı oluşturmak için farklı stratejiler geliştirmektedir. SEI katmanı, lityum iyon pil teknolojisinin performansını, ömrünü ve güvenliğini etkileyen önemli bir faktördür ve pil üreticileri tarafından sürekli olarak geliştirilmeye devam edilmektedir.

SEI katmanı sadece li ion pillerde mi oluşur yoksa diğer pillerde de gözlenir mi?

Diğer piller, özellikle farklı kimyasal bileşenlere sahip oldukları için SEI tabakasının Li-ion pillerde olduğu gibi aynı şekilde oluşmadığını gösteren araştırmalar mevcuttur. Örneğin, kurşun-asit piller, nikel-kadmium piller veya çinko-karbon piller, lityum-iyon pillerden farklı elektrokimyasal reaksiyonlara sahiptir ve bu nedenle SEI tabakası bu pillerde aynı şekilde oluşmaz veya aynı rolü oynamaz.

Yani, SEI tabakası Li-ion pillerde yaygın bir fenomenken, diğer pil türlerinde benzer şekilde oluşup oluşmadığı veya ne kadar önemli olduğu, pilin kimyasal bileşenlerine ve çalışma prensiplerine bağlı olarak değişebilir. Her pil türünün kendi benzersiz özellikleri ve elektrokimyasal davranışları vardır, bu nedenle SEI tabakasının her pilde aynı şekilde oluştuğunu söylemek yanıltıcı olabilir.

---

Peki bu SEI katmanının avantajları mı daha fazla dezavantajları mı?

SEI (Solid Electrolyte Interphase) katmanının avantajları ve dezavantajları, lityum-iyon (Li-ion) pillerin performansı ve dayanıklılığı üzerinde karmaşık bir etkiye sahiptir. İşte SEI katmanının avantajları ve dezavantajları:

Avantajları:

1. Elektrotun Korunması: SEI tabakası, elektrotların kimyasal olarak parçalanmasını önler ve böylece pilin daha uzun ömürlü olmasını sağlar.
2. Lityum-İyon Geçirgenliği: SEI tabakası, lityum-iyonların elektrotlar arasında kontrollü bir şekilde hareket etmesini sağlar. Bu, pilin düzgün çalışmasını ve yüksek enerji yoğunluğunu korumasına yardımcı olur.
3. Termal Kararlılık: SEI tabakası, pilin termal kararlılığını artırabilir ve aşırı ısınmaya karşı koruma sağlayabilir.
4. Kimyasal Kararlılık: SEI tabakası, elektrotlarla elektrolit arasındaki kimyasal reaksiyonları kontrol eder ve böylece pilin daha güvenli olmasını sağlar.

Dezavantajları:

1. Direnç Artışı: SEI tabakası, elektriksel direnci artırabilir ve bu da pilin verimliliğini düşürebilir.
2. Kapasite Kaybı: Uzun süreli kullanımda SEI tabakasında biriken lityum tuzları, pilin kapasitesini azaltabilir.
3. SEI Oluşumu Sorunları: Bazı durumlarda, SEI tabakası düzensiz veya istenmeyen şekillerde oluşabilir ve bu pil performansını olumsuz etkileyebilir.
4. Sensitivite: SEI katmanı, pilin performansını etkileyebilecek dış etkenlere karşı hassas olabilir.

Sonuç olarak, SEI tabakasının avantajları ve dezavantajları, pilin tasarımına, kimyasal bileşenlerine ve kullanım koşullarına bağlı olarak değişebilir. İyi bir SEI tabakası, pilin uzun ömürlü olmasına ve güvenli bir şekilde çalışmasına katkı sağlayabilirken, kötü bir SEI tabakası pilin performansını olumsuz etkileyebilir. Bu nedenle, SEI tabakasının kontrol edilmesi ve yönetilmesi, pil tasarımının önemli bir unsuru olarak kabul edilir.

Intercalation (Araya girme), Deintercalation (Aradan çıkarma)

Rechargeable (şarj edilebilir) pil sistemlerinde interkalasyon ve deinterkalsyon terimleri, pilin elektrokimyasal işleyişinde önemli süreçleri ifade eder. Bu terimleri daha iyi anlamak için öncelikle elektrokimyasal pil işleyişine genel bir bakış yapalım:

Rechargeable pil sistemleri, bir pozitif elektrot (anot), bir negatif elektrot (katot) ve elektrolit adı verilen ara bağlantıyı içerir. Pilin şarj edilebilir olması, elektrotlarda ve elektrolitte reversibl (tersine çevrilebilir) elektrokimyasal reaksiyonlar sayesinde gerçekleşir. Pil şarj edilirken, elektrotlarda meydana gelen kimyasal değişiklikler pilin enerjisini depolamasını sağlar ve pil boşaltılırken bu kimyasal değişiklikler geri çevrilerek enerji açığa çıkar.

1. Intercalation (Araya girme): Intercalation, pilin pozitif veya negatif elektrotundaki aktif madde moleküllerinin, şarj edilirken elektrotun kristal yapısına geçici olarak araya girmesidir. Bu süreç, elektrotun yapısının değişmesine ve enerji depolamasına neden olur. Şarj edilirken, elektrot üzerindeki interkalasyon süreci aktif madde iyonlarının veya moleküllerinin elektrotun kristal yapısı arasına sıkışmasını içerir. Bu şekilde, pil enerji depolayabilir ve şarj edilebilir.
2. Deintercalation (Aradan çıkarma): Deintercalation, pilin boşaltılması (deşarj) sırasında aktif madde moleküllerinin elektrotun kristal yapısından geri çıkmasıdır. Bu süreç, şarj edilirken meydana gelen interkalasyon sürecinin tam tersidir. Elektrotta depolanan enerji serbest bırakılırken, interkale edilmiş aktif madde geri elektrot yapısından çıkar.

Intercalation ve deintercalation süreçleri, çeşitli şarj edilebilir pil türlerinde (örneğin, lityum iyon piller) ortaya çıkar ve pilin tekrar tekrar şarj edilebilmesini sağlayan temel mekanizmalardır. Bu mekanizmaların iyi anlaşılması, daha etkili ve verimli şarj edilebilir pil teknolojilerinin geliştirilmesine katkı sağlar.

GED, GC, VED

• Gravimetrik enerji yoğunluğu (Wh/kg): Bir pilin birim ağırlığa (kilogram) düşen enerji miktarıdır. Bir pilin ne kadar enerji depolayabileceğine dair bir ölçüdür.
• Gravimetrik kapasite (Ah/kg): Bir pilin birim ağırlığa (kilogram) düşen akım miktarıdır. Bir pilin ne kadar akım sağlayabileceğine dair bir ölçüdür.
• Volumetrik enerji yoğunluğu (Wh/L): Bir pilin birim hacme (litre) düşen enerji miktarıdır. Bir pilin ne kadar hacme sahip olduğuna dair bir ölçüdür.

Gravimetrik enerji yoğunluğu ve gravimetrik kapasite, pilin enerji performansını belirlemede önemli faktörlerdir. Yüksek gravimetrik enerji yoğunluğuna sahip bir pil, daha fazla enerji depolayabilir ve daha uzun süre çalışabilir. Yüksek gravimetrik kapasiteye sahip bir pil, daha fazla akım sağlayabilir ve daha hızlı şarj edilebilir.

Volumetrik enerji yoğunluğu, pilin hacim performansını belirlemede önemli bir faktördür. Yüksek volumetrik enerji yoğunluğuna sahip bir pil, daha küçük bir alana daha fazla enerji depolayabilir ve daha kompakt bir tasarıma sahip olabilir.

Gravimetrik enerji yoğunluğu, gravimetrik kapasite ve volumetrik enerji yoğunluğu birbiriyle ilişkilidir. Genel olarak, bir pilin gravimetrik enerji yoğunluğu arttıkça, gravimetrik kapasitesi azalır. Bu, bir pilin enerji performansı ve hacim performansı arasında bir denge olduğu anlamına gelir.

Li-ion pil kimyasında, gravimetrik enerji yoğunluğu ve gravimetrik kapasiteyi artırmak için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Bu yöntemler arasında, daha yüksek kapasiteli aktif malzemeler kullanmak, daha ince katmanlar kullanmak ve daha yüksek voltajlı elektrolitler kullanmak yer almaktadır.

Volumetrik enerji yoğunluğunu artırmak için, daha kompakt tasarımlar kullanmak ve daha yüksek yoğunluklu elektrolitler kullanmak gibi yöntemler kullanılmaktadır.

Li-ion pil kimyasındaki araştırma ve geliştirme çalışmaları, gravimetrik enerji yoğunluğu, gravimetrik kapasite ve volumetrik enerji yoğunluğunu artırmaya yöneliktir. Bu çalışmalar, Li-ion pillerin performansını ve verimliliğini artırarak, elektrikli araçlar ve diğer elektrikli cihazların menzilini ve performansını artırmayı amaçlamaktadır.

Elektrot pulverizasyonu

Elektrot pulverizasyonu, lityum iyon pillerinin çalışması sırasında ortaya çıkan önemli bir fenomendir. Bu olay, özellikle pilin şarj edilmesi ve deşarj edilmesi sırasında, elektrot malzemesinin parçalanması veya dağılması ile karakterizedir.

Elektrot pulverizasyonu, lityum iyon pillerin performansını ve ömrünü olumsuz yönde etkileyebilir. Bu olayın nedenleri şunlar olabilir:

1. Lityum İyonlarının Değişen Boyutları: Lityum iyonları, şarj edilme ve deşarj edilme sırasında elektrot malzemesi ile etkileşime girerken boyutları değişebilir. Lityum iyonlarının elektrotun kristal yapısına entegre olması ve tekrar çıkması, elektrot malzemesinde mekanik streslere neden olabilir ve bu da malzemenin parçalanmasına yol açabilir.
2. Elektrokimyasal Reaksiyonlar: Lityum iyon pillerde elektrokimyasal reaksiyonlar gerçekleşir. Elektrotta bu reaksiyonlar sırasında malzeme sıcaklık değişimlerine ve basınç değişimlerine maruz kalabilir. Bu, elektrotun mekanik dayanıklılığını azaltabilir ve parçalanmasına neden olabilir.
3. Malzeme Seçimi ve Tasarım: Elektrotun malzeme seçimi ve tasarımı, elektrotun dayanıklılığını ve yüzey özelliklerini belirler. Yanlış malzeme seçimi veya tasarım, elektrotun mekanik dayanıklılığını azaltabilir ve parçalanmasına neden olabilir.

Elektrot pulverizasyonu, lityum iyon pil üreticileri tarafından önlemek veya azaltmak için farklı stratejiler ve malzeme seçimleri geliştirilmektedir. Elektrot malzemelerinin dayanıklılığının arttırılması, pil performansını ve ömrünü arttırmaya yardımcı olabilir. Ayrıca, pildeki mekanik stresi azaltmak için pilin kullanım koşullarının ve şarj-deşarj koşullarının da dikkatlice kontrol edilmesi gerekmektedir.

Elektrot pulverizasyonu olayı, lityum iyon pil kimyasında karşılaşılan bir problem olarak tanımlanabilir. Bu olay, şarj/deşarj sırasında elektrot malzemesinin hacim değişimi yaşaması ve parçalanması sonucunda oluşur. 1 Elektrot pulverizasyonu, pilin kapasitesinin azalmasına, iç direncinin artmasına ve performansının düşmesine neden olabilir. 2

Elektrot pulverizasyonu olayının önlenmesi veya azaltılması için, elektrot malzemesinin seçimi ve tasarımı önemlidir. Örneğin, intermetalik bileşikler gibi yüksek kapasiteli anot malzemeleri, şarj/deşarj sırasında büyük hacim genleşmesi yaşayabilir ve pulverizasyona daha yatkın olabilir. Bu nedenle, bu tür malzemelerin kompozit halinde kullanılması veya nano boyutlarda sentezlenmesi gibi yöntemlerle pulverizasyonun etkisi azaltılabilir. 3 [4]

Emülsiyon polimerizasyonu

Emülsiyon polimerizasyonu, iki sıvıyı bir arada tutarak polimer üretme yöntemidir. Bu yöntem, lityum iyon pillerinde katot malzemelerinin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Emülsiyon polimerizasyonu, polimer kimyasında kullanılan bir polimerizasyon yöntemidir. Bu yöntem, su içeren bir emülsiyon içindeki monomerlerin polimerleşmesini sağlar. Emülsiyon, su ve hidrofobik (suya karşı itici) özellik gösteren bir madde (genellikle yağ veya hidrofobik monomer) arasında homojen bir karışımı ifade eder.

Emülsiyon polimerizasyonu, iki ana bileşenden oluşur:

1. Monomer: Polimerizasyon sürecinde reaksiyona giren temel yapı birimleri. Bu monomerler, su ile karışabilir değildir ve hidrofobik özellik gösterir.
2. Emülsiyon Stabilizatörleri: Monomerlerin su içinde dağılmasını sağlayan ve emülsiyonun stabilitesini koruyan maddeler. Genellikle emülsiyon polimerizasyonunda kullanılan stabilizatörler, yüzey aktif maddelerdir ve su ve hidrofobik monomer arasında bir ara yüzey oluştururlar.

Emülsiyon polimerizasyonunun çalışma mekanizması şu şekildedir:

1. Monomer Dağılımı: Hidrofobik monomer, su içine dağıtılır ve yüzey aktif maddelerle kaplanarak emülsiyon oluşturulur. Bu emülsiyon, hidrofobik monomerin su içinde parçacıklar halinde dağılmasını sağlar.
2. Polimerizasyon Başlatılması: Emülsiyon içindeki monomerler, uygun bir inisiyatif (başlatıcı) maddesi eklenerek polimerizasyon süreci başlatılır. İnisiyatif, monomerlerin polimer zincirlerine dönüşmesini başlatan reaksiyonu tetikler.
3. Polimerizasyon: Polimerizasyon başlatıldıktan sonra monomerler, polimer zincirlerini oluşturmak üzere birbirleriyle reaksiyona girerler. Bu reaksiyon sonucunda polimer zincirleri uzar ve emülsiyon içindeki parçacıklar büyür.
4. Polimer Parçacıklarının Oluşumu: Polimerizasyon ilerledikçe, emülsiyon içinde polimer parçacıkları oluşur. Bu polimer parçacıkları, hidrofobik monomerlerin su içinde dağılmasını sağlayan yüzey aktif maddelerle kaplıdır.
5. Polimerizasyon Tamamlanması: Polimerizasyon süreci tamamlandığında, emülsiyon içindeki polimer parçacıkları stabil hale gelir ve su içinde dağılmaya devam ederler.

Emülsiyon polimerizasyonu, polimer üretiminde yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir çünkü su içeren bir ortamda gerçekleştirilebilir. Bu nedenle, polimer üretiminde çevre dostu bir seçenek olarak kabul edilir. Emülsiyon polimerizasyonu, lateks boyalar, yapıştırıcılar, kauçuk, tekstil kaplamaları ve diğer polimer tabanlı ürünlerin üretiminde yaygın olarak kullanılır.

Emülsiyon polimerizasyonu, lityum iyon pillerinde katot malzemelerinin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır çünkü bu yöntem, yüksek performanslı ve uzun ömürlü katot malzemeleri üretmek için uygundur. Ayrıca, emülsiyon polimerizasyonu, diğer polimerizasyon yöntemlerine göre daha kolay kontrol edilebilir ve daha az enerji gerektirir.

Pil kimyasında karşılaşılan emülsiyon polimerizasyonu kavramı, pil elektrotlarının yapımında kullanılan bir yöntemdir. Pil elektrotları, genellikle iletken bir substrat üzerine kaplanmış aktif malzeme tabakalarından oluşur. Aktif malzeme tabakası, pilin enerji depolama ve verme kapasitesini belirler. Aktif malzeme tabakasının yapımında emülsiyon polimerizasyonu kullanılabilir. Bu yöntemle, aktif malzeme olarak kullanılan monomerler, su içinde emülsiyone edilir ve bir başlatıcı ile polimerize edilir. Polimerize edilen monomerler, substrat üzerinde homojen ve ince bir tabaka oluşturur3. Emülsiyon polimerizasyonu ile yapılan pil elektrotlarının avantajları şunlardır3:

• Daha yüksek enerji yoğunluğu ve kapasite
• Daha iyi mekanik ve termal kararlılık
• Daha düşük maliyet ve çevresel etki
• Daha basit ve esnek üretim süreci

TGA

TGA analizi, “Termogravimetrik Analiz” olarak bilinen bir analiz tekniğidir. Bu analiz yöntemi, bir maddenin sıcaklık değişimi altında ağırlık kaybını veya kazancını ölçerek, malzemenin termal davranışını incelemek için kullanılır.

TGA analizinde, örneğin bir kompozit malzeme, önceden belirlenmiş bir sıcaklık programı altında ısıtılır. Bu sıcaklık programı, malzemenin termal davranışını anlamak için belirli bir sıcaklık artış hızında yapılır. Malzeme ısıtıldıkça, içerdiği bileşenler farklı sıcaklık aralıklarında ayrışabilir veya bozunabilir.

Analiz sırasında malzemenin ağırlığı sürekli olarak ölçülür. Eğer malzeme ayrışıyorsa, ağırlık kaybı gözlemlenebilir. Tersine, yeni bileşikler oluşuyorsa veya bir madde başka bir maddeyle tepkimeye giriyorsa, ağırlık artışı meydana gelebilir. Bu ağırlık değişimleri, malzemenin bileşimi ve termal davranışı hakkında bilgi sağlar.

Yukarıdaki metinde, kompozitlerdeki Si ağırlık yüzdelerinin TGA analizi ile doğrulandığı belirtiliyor. Bu demektir ki, Si içeren kompozitlerin termal davranışları, TGA analiz yöntemi kullanılarak incelenmiş ve bu analiz sonucunda kompozitlerdeki Si miktarının %50 ve %40 olduğu doğrulanmıştır. Bu tür analizler, malzeme bileşiminin belirlenmesi ve ürün kalitesinin kontrol edilmesi gibi pek çok uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır.

Galvanostatik şarj deşarj

“Galvanostatik şarj/deşarj çevrimleri oda sıcaklığında C/5 hızında gerçekleştirilmiştir” ifadesi, pil veya batarya testleri için kullanılan belirli bir şarj/deşarj protokolünü tanımlar. Bu ifadedeki anahtar terimler şu şekilde açıklanabilir:

1. Galvanostatik: Galvanostatik, bir elektriksel cihazın belirli bir akım düzeyini sabit tutarak çalışmasını ifade eder. Pil veya bataryaları test etmek için galvanostatik yöntem kullanılırken, belirli bir akım seviyesinde tutulan sabit bir akım uygulanır.
2. Şarj/Deşarj Çevrimleri: Şarj/deşarj çevrimleri, bir pilin veya bataryanın şarj edilip sonra deşarj edilmesi sürecini tanımlar. Bu süreç, bir pilin performansını değerlendirmek, kapasitesini ölçmek ve davranışını anlamak için kullanılır. Pilin kullanıma hazır olması için şarj edilmesi gereken bir döngüdür.
3. Oda Sıcaklığı: Bu ifade, pilin test edildiği sıcaklığın oda sıcaklığı olduğunu belirtir. Oda sıcaklığı genellikle yaklaşık 20-25°C (68-77°F) arasındadır.
4. C/5 Hızında: Bu ifade, şarj veya deşarj akımının pilin nominal kapasitesinin beşte birine eşit olduğu anlamına gelir. Örneğin, eğer bir pilin nominal kapasitesi 1000 mAh ise, C/5 hızında şarj/deşarj, 200 mA akım ile gerçekleştirilecektir.

Bu olayda, pil veya batarya belirli bir akım düzeyinde galvanostatik olarak şarj edilecek ve deşarj edilecektir. Bu, pilin performansını, kapasitesini ve davranışını anlamak için yapılan bir test protokolüdür. Bu tür testler, pilin performansını değerlendirmek ve uygulama gereksinimlerine uygunluğunu doğrulamak için önemlidir.

HİDROTERMAL KARBONİZASYON

Hidrotermal karbonizasyon, ıslak biyokütle materyallerinin (örneğin bitki atıkları, çamur, gıda atıkları vb.) suyun termokimyasal etkisiyle yüksek basınç ve sıcaklık altında karbonlaştırılması işlemidir1. Bu işlem sonucunda, ısıl değeri yüksek ve karbon içeriği yüksek bir katı ürün olan biyokömür elde edilir2. Biyokömür, fosil kömüre benzer bir yapıya sahiptir ve yenilenebilir bir biyoyakıt olarak kullanılabilir3. HTC işlemi, biyokütlenin önce öğütülmesi ve ardından su ile karıştırılmasıyla başlar. Karışım, bir reaktörde yüksek sıcaklık ve basınç altında ısıtılır. Bu işlem, biyokütlenin kimyasal yapısını değiştirir ve karbonlu bir malzemeye dönüştürür. Hidrokömür, reaktörden çıkarıldıktan sonra kurutulur ve öğütülür.

Li-iyon piller için katot malzemesi olarak hidrokömür kullanılması, piller için daha yüksek enerji yoğunluğu ve daha uzun ömür sağlar. Hidrokömür, li-iyon pillerin maliyetini de düşürebilir.

Hidrotermal karbonizasyonun bazı avantajları ve dezavantajları şunlardır:

• Hidrotermal karbonizasyon, biyokütlenin nem oranından bağımsız olarak çalışabilir ve kurutma işlemine gerek duymaz4. Bu da enerji tasarrufu sağlar.
• Hidrotermal karbonizasyon, biyokütlenin kalitesini artırır ve depolama ve taşıma kolaylığı sağlar. Ayrıca, biyokömürün yanma verimi de yüksektir.
• Hidrotermal karbonizasyon, biyokütlenin organik kirlilik potansiyelini azaltır ve çevresel etkilerini minimize eder. Örneğin, çamurun hidrotermal karbonizasyonu sonucunda oluşan suyun kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) %90 oranında azalmaktadır.
• Hidrotermal karbonizasyon, biyokütlenin içerdiği değerli bileşikleri geri kazanmaya olanak sağlar. Örneğin, hidroksimetil furfural (HMF) gibi platform kimyasalları veya polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH) gibi katran bileşenleri hidrotermal karbonizasyon sıvısında bulunabilir.
• Hidrotermal karbonizasyonun dezavantajları ise yüksek basınç ve sıcaklık gerektirmesi, reaktör malzemesinin korozyona dayanıklı olması gerekliliği ve proses parametrelerinin optimize edilmesi zorluğudur

Li-iyon piller için katot malzemesi olarak hidrokömür kullanılması, piller için daha yüksek enerji yoğunluğu ve daha uzun ömür sağlar. Hidrokömür, li-iyon pillerin maliyetini de düşürebilir.

İNTERMETALİK ANOT SİSTEMLERİ

Lityum iyon pil kimyasında karşılaşılan intermetalik anot sistemleri, lityum ile alaşım oluşturan metal bileşikleridir. Bu sistemler, yüksek kapasite değerleri sunmaları nedeniyle grafite alternatif olarak ilgi çekicidir. Ancak, şarj/deşarj esnasında hacim genleşmesi gibi bir problemle karşılaşırlar. Bu problem, anot malzemesinin mekanik olarak bozulmasına ve kapasite kaybına yol açabilir. 3

Bu problemi aşmak için, intermetalik anot sistemleri, aktif veya inaktif malzeme ile birleştirilerek değiştirilebilir. Örneğin, kalay (Sn) esaslı anotlar, bakır (Cu) veya indirgenmiş grafen oksit (rGO) gibi malzemelerle kompozit halinde kullanılabilir. Bu şekilde, hacim genleşmesi azaltılabilir ve elektrokimyasal performans arttırılabilir. 3

Intermetalik anot sistemleri ile diğer anot sistemleri arasındaki ilişki ise şöyledir: Intermetalik anot sistemleri, diğer anot sistemlerine göre daha yüksek kapasite değerleri sunarlar ancak daha fazla hacim genleşmesi yaşarlar. Bu nedenle, intermetalik anot sistemleri, diğer anot sistemlerine göre daha fazla geliştirilmeye ihtiyaç duyarlar. 4

Lityum iyon pillerinin anotları için en yaygın olarak kullanılan intermetalik anot sistemi, LiCoO2 (Lithium Cobalt Oxide) anotudur. Bu sistem, yüksek enerji yoğunluğuna ve iyi performansa sahiptir, ancak pahalı olması ve lityum iyonunun kobalt ile reaksiyonu nedeniyle sınırlıdır.

LiCoO2 anotunun yerine kullanılabilecek diğer intermetalik anot sistemleri şunlardır:

• LiFePO4 (Lithium Iron Phosphate) anot: Bu sistem, LiCoO2 anotundan daha ucuzdur ve daha uzun ömürlüdür, ancak daha düşük enerji yoğunluğuna sahiptir.
• LiMn2O4 (Lithium Manganese Oxide) anot: Bu sistem, LiCoO2 anotundan daha ucuzdur ve daha uzun ömürlüdür, ancak daha düşük enerji yoğunluğuna ve daha düşük performansa sahiptir.
• LiNiO2 (Lithium Nickel Oxide) anot: Bu sistem, LiCoO2 anotundan daha ucuzdur ve daha uzun ömürlüdür, ancak daha düşük enerji yoğunluğuna ve daha düşük performansa sahiptir.

Intermetalik anot sistemleri, diğer anot sistemlerine göre daha yüksek enerji yoğunluğuna ve daha iyi performansa sahiptir, ancak daha pahalıdır ve lityum iyonunun intermetalik anot ile reaksiyonu nedeniyle sınırlıdır. Li-ion pillerin anotları için en iyi intermetalik anot sistemi, uygulamaya bağlıdır. Örneğin, elektrikli araçlar için yüksek enerji yoğunluğuna sahip bir anot gereklidir, ancak cep telefonları için düşük maliyetli ve uzun ömürlü bir anot gereklidir.