استفاده از پوشش پلیمری در ساخت باتری یون لیتیومی پایه آبی با ایمنی بالا

‏مقالات علمی و کاربردی
Print Friendly, PDF & Email

مرجع پلیمر در بازار ایران: محققان دانشگاه مریلند و آزمایشگاه تحقیقاتی ارتش ایالات متحده برای اولین بار یک باتری یون لیتیومی ساخته اند که از محلول آب نمک به عنوان الکترولیت استفاده می‌شود و اختلاف پتانسیل چهار ولت را تامین کرده و مناسب برای استفاده لوازم الترونیک خانگی نظیر لپ تاپ‌ها بدون خطر انفجار و آتش سوزی می‌باشد.

Water_in_salt_electrolyte_enables

در گذشته برای بدست آوردن انرژی بالا از باتری یون لیتیومی غیر محلول استفاده می‌شد که خطر افنجار داشتند و اگر ایمنی مد نظر بود از باتری های محلول نظیر هیدرید نیکل/فلز استفاده می‌گردید، ولی این نوع باتری‌ها دارای انرژی پایین هستند. اما در پژوهش جدید صورت گرفته می‌توان هم به انرژی بالا و هم ایمنی بالا دست پیدا کرد.

در پژوهش‌های پیشین صورت گرفته، پدیده‌ای به نام  چالش کاتدی مانع از آن شد که باتری به ولتاژهای بالاتر برسد. در چالش کاتدی، یک سر باتری ساخته ‌شده از گرافیت یا فلز لیتیوم توسط الکترولیت آبی تخریب می‌شود. برای حل این مشکل و افزایش اختلاف پتانسیل پوشش ژله‌ای الکترولیتی پلیمری جدید طراحی گرید که می‌تواند به آند گرافیتی یا لیتیومی اعمال شود.

این پوشش آب‌گریز، مولکول‌های آب را از مجاورت سطح الکترود دفع می‌کند و سپس، با اولین شارژ باتری، تجزیه شده و یک فاز پایدار را تشکیل می‌دهد (ترکیب نازکی از فرآورده‌های تجزیه‌شده که آند جامد را از الکترولیت مایع جدا می‌کند). فاز مذکور، از آند در برابر واکنش‌های جانبی تضعیف‌کننده محافظت کرده و به باتری اجازه می‌دهد تا از مواد مطلوبی چون گرافیت یا فلز لیتیوم برای آند استفاده کند که در نتیجه سطح چگالی انرژی و توانایی باتری در ارائه چرخه‌های بیشتر، بهبود می‌یابد. نوآوری اصلی در اینجا ساخت ژل پلیمری صحیح است که می تواند تماس آب با آند را متوقف کند. افزودن پوشش پلیمری از یک طرف میزان امنیت باتری را (نسبت به سایر باتری‌های لیتیوم-یونی غیرآبی) بالا می‌برد و از طرف دیگر چگالی انرژی این باتری جدید را (در مقایسه با دیگر باتری‌های لیتیوم-یونی بر پایه آب) افزایش می‌دهد.

دانلود کامل مقاله استفاده از پوشش پلیمری:

“Water-in-salt” electrolyte enables high-voltage aqueous lithium-ion chemistries

1
telegram.png

نظر بگذارید

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.