جداکننده کامپوزیتی اصلاح شده با سورفکتانت برای باتری لیتیوم یونی با ایمنی بالا

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :

چکیده

جداکننده‌ها توجه روزافزون را برای بهبود عملکرد باتری‌های لیتیوم یون (LIBs) به‌ویژه برای عمر چرخه طولانی و ایمنی بالا به خود جلب نموده‌اند. بااین‌حال، جداکننده‌­های پلی­‌اولفین تجاری به­‌دلیل ترشوندگی ضعیف با الکترولیت و همچنین پایداری حرارتی کم، هنوز با مشکلات کاهش سریع ظرفیت و مسائل ایمنی مواجه هستند. در این پژوهش، جداکننده کامپوزیتی جدید با معرفی سورفکتانت سدیم دودسیل تیوسولفات (SDS) به بستر پلی‌­تترا­فلوئور­و­اتیلن (PTFE) با چسب پلی‌­اکریلیک‎‌­اسید (PAA) به روش فیلتراسیون مکش پیشنهاد شده است. معرفی PAA/SDS انرژی جذب بین بستر PTFE و الکترولیت را از طریق محاسبات تئوری عملکردی چگالی افزایش می‌دهد که این موضوع ترشوندگی و جذب الکترولیت جداکننده را به‌­طور قابل‌توجهی بهبود می‌بخشد. جداکننده کامپوزیتی به‌دست‌آمده، LIBها را قادر می­‌سازد که  و عدد انتقال داشته باشند که منجر به حفظ ظرفیت بالای 93/50% پس از ۵۰۰ چرخه در نرخ جریان 1C می‌­شود. علاوه‌­بر این، مورفولوژی سطح یکنواخت و صاف فلز لیتیوم با استفاده از جداکننده کامپوزیتی پس از چرخه‌زنی نشان می‌­دهد که دندریت‌­های لیتیوم را می­توان با موفقیت مهار نمود. این پژوهش مسیر امیدوارکننده‌ای را برای تهیه جداکننده کامپوزیتی جدید برای LIB‌های با ایمن بالا نشان می‌دهد.

نتیجه‌گیری

به­‌طور خلاصه، ابتدا پیشنهاد شد که سورفکتانت SDS توسط PAA به جداکننده PTFE با ترشوندگی و جذب الکترولیت بالا بر اساس پایداری حرارتی و مقاومت مکانیکی عالی اولیه PTFE محصور شود. جداکننده کامپوزیتی مسیر Li⁺ بدون مانع را ایجاد می‌­نماید که منجر به رسانایی بالای و عدد انتقال 0/63 می‌شود. سلول‌های LFP/Li با جداکننده کامپوزیتی SDS/PAA/PTFE پس از 500 چرخه در نرخ جریان 1C، دارای ظرفیت بالای 93/5% هستند. علاوه‌­بر این، جداکننده کامپوزیتی قطبش ولتاژ پایین‌تری نسبت به سایر جداکننده‌های مرجع برای ۱۰۰۰ ساعت در   بدون اتصال کوتاه داخلی و همچنین مورفولوژی سطحی یکنواخت فلز لیتیوم را نشان می‌دهد. بنابراین مسیری بالقوه برای استفاده از جداکننده کامپوزیتی جدید برای دستیابی بیشتر به LIBهای با کارایی بالا ایجاد شده است.

دانلود فایل : جداکننده کامپوزیتی اصلاح شده با سورفکتانت برای باتری لیتیوم یونی با ایمنی بالا

Reference

Yuan B, He N, Liang Y, Dong L, Liu J, Han J, He W, Liu Y. A surfactant-modified composite separator for high safe lithium ion battery. Journal of Energy Chemistry. 2023 Jan 1;76:398-403.

DOI:10.1016/j.jechem.2022.10.013

ترجمه و ویرایش : هانیه میران موسوی