مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :
چکیده
باتری‌های لیتیوم یونی(LIB) به دلیل چگالی انرژی بالا و ویژگی‌های چرخه پایدار، کاربردهای گسترده‌ای دارند. بااین‌وجود، با گسترش سریع بازار خودروهای الکتریکی، مسائلی مانند انفجار LIBها و نیاز به ایمن نمودن مسافت طولانی‌تر جهت رانندگی پدیدار شده است. در این پژوهش، چارچوب‌های آلی-فلزی (MOFs)به‌عنوان جداکننده در LIBs معرفی می‌شوند که در آن جداکننده پلیمری بسیار مقاوم در برابر حرارت از طریق الکتروریسی ساخته میشود. MOFها می‌توانند ناخالصی‌ها (از جمله گاز، آب و اسید هیدروفلوئوریک) را که بر عملکرد و ایمنی باتری تأثیر دارند را بربایند. جداکننده چندمنظوره تجزیه نمک بر کاتد غنی از نیکل که در ولتاژ و دمای بالا در حال کار است، غلبه می‌نماید. این امر زوال سطح مشترک کاتد را به تأخیر می‌اندازد و منجر به چرخه پایدار فوق‌العاده با 75% ماندگاری حتی در حضور ppm 500 آب در الکترولیت‌هاست، می‌گردد. علاوه‌بر این، سلول کیسه‌ای با بزرگ نمودن جداکننده ساخته میشود و میزان تورم الکترود به دلیل تولید گاز و تخریب آن در حالت کیسه‌ای تا 50% یا کمتر کاهش می‌یابد. این یافته‌ها ضرورت ربایش ناخالصی‌ها را برای حفظ عملکرد عالی برجسته نموده و توسعه جداکننده‌های مناسب در LIB را فراهم می‌سازد.
نتیجه‌گیری
غشای جداکننده GU@PAN با استفاده از مواد GPTMS فعال‌شده باUiO-66-NH2 از طریق روش الکتروریسی ساده ساخته شد. MOFهای عمومی به‌راحتی توسط اسیدهای تولید شده با تجزیه نمک از بین می‌روند. بااین‌وجود، MOFهای کاربردی (GU) می‌توانند به طور مؤثر رطوبت و گاز CO2 را که ممکن است در سلول باتری وجود داشته باشد جذب نماید. علاوه‌بر این، گروه عاملی آلکوکسی معرفی شده بر روی سطح UiOs به‌عنوان جاذب HF عمل می‌کند و منجر به یکپارچگی ساختاری ذرات UiO میشود. هنگامیکه MOFهای فعال‌شده با پلی‌اکریلونیتریل (PAN) با انعطاف‌پذیری مکانیکی عالی ترکیب شدند، جداکننده GU@PAN به دست آمد که پایداری حرارتی خوبی از خود نشان داد و انعطاف‌پذیری و انقباض کمتری نسبت به جداکننده‌های پلی‌الفین در دمای بالا داشت؛ بنابراین، ظرفیت تخلیه GU@PAN بیش از پنج برابر در نرخ جریان C5 در مقایسه با جداکننده PE به دلیل رسانایی یونی بالا جداکننده GU@PAN حاصل شد. بهبود قابل‌توجهی در حفظ ظرفیت (75% پس از ۲۰۰ چرخه) حتی در دمای بالا (۵۵ درجه سانتیگراد) و ولتاژ قطع ۴/۴ ولت، به دلیل خاصیت رباینده عالی که دارد، نشان داده شد. در نهایت، تجزیه‌وتحلیل DEMS در محل تأیید نمود که مقدار گاز تولید شده در جریان کار سلول به‌طور قابل‌توجهی کاهش‌یافته است و بر تورم سلول کیسه‌ای غلبه شده است که عملکرد باتری‌ای ایمن و با کارایی بالا را نشان می‌دهد؛ بنابراین، طراحی مؤثر جداکننده ممکن است سبب عملکرد باتری ایمن‌تر و پایدارتری را در دمای بالا و شرایط ولتاژ قطع ۴/۴ ولت را فراهم می‌نماید.
دانلود فایل : رباینده تمام ناخالصی‌ها، جداکننده‌های ایمن با چارچوب‌های آلی-فلزی کاربردی برای باتری لیتیوم یون با چگالی بالا
Reference
Son HB, Cho S, Baek K, Jung J, Nam S, Han DY, Kang SJ, Moon HR, Park S. All‐impurities Scavenging, Safe Separators with Functional Metal‐Organic‐Frameworks for High‐Energy‐Density Li‐Ion Battery. Advanced Functional Materials. 2023:2302563.
ترجمه و ویرایش : هانیه میران موسوی
