افزایش رسانایی یونی جداکننده‌ باتری‌های لیتیوم یون توسط پل‌های اتر تاجی

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :

چکیده

جداکننده PVDF به دلیل پایداری فیزیکوشیمیایی و الکتروشیمیایی برای باتری‌های لیتیوم یونی (LIBs) مناسب‌تر است. بااین‌حال، بهبود رسانایی یونی جداکننده PVDF به‌­دلیل تمایل کمتر الکترولیت و بلورینگی بالاتر آن همچنان چالش­‌برانگیز است. در این مقاله، ۴-آمینوبنزو-۱۵-تاج‌­پنج‌­تایی (AB15C5,CE)که دارای حفره‌های مناسب به‌اندازه (تقریباً ۲ آنگستروم) با (اندازه شعاع یونی ⁺Li برابر با 1/6 آنگستروم) بوده و به الیاف PVDF الکتروریسی شده وارد می‌شود و به‌عنوان پلی برای افزایش انتقال ⁺Li از طریق شیمی دوپینگ­‌آمینی (DA) الهام گرفته از صدف می­‌باشد. در جداکننده‌های آماده شده، حضور CE در جداکننده باعث کاهش بلورینگی PVDF می‌­شود. علاوه‌­بر این، سد انرژی انتقال ⁺Li از طریق جداکننده به‌دست‌آمده از 0.6eV(جداکننده PVDF) به 0.3eV  (جداکننده اصلاح‌شده CE) بر اساس شبیه‌سازی تئوری تابعی چگالی (DFT) کاهش می‌یابد. در نتیجه، رسانایی یونی جداکننده اصلاح شده از 0.59 به  افزایش یافته است. علاوه­‌بر این، جداکننده PVDF اصلاح شده، آب دوستی و ترشوندگی بهبودیافته را نشان می‌­دهد، بنابراین به‌­طور مؤثر عمر چرخه و عملکرد نرخ‌­پذیری باتری‌های لیتیوم یون را افزایش می‌دهد. این کار چشم‌انداز توسعه جداکننده با کارایی بالا برای LIBها را فراهم می‌­نماید.

نتیجه­‌گیری

AB15C5 با استفاده از پوشش دوپینگ­‌آمینی الهام گرفته از صدف در این پژوهش با موفقیت بر روی جداکننده‌های نانوالیاف PVDF پیوند زده می‌شود. حضور AB15C5 در جداکننده‌های اصلاح‌شده می‌تواند نانوالیاف با قطر نسبتاً بزرگ، کاهش بلورینگی، پایداری حرارتی خوب و همچنین پایداری الکتروشیمیایی گسترده‌تر ایجاد نماید. علاوه‌­بر این، جداکننده‌های PVDF-PDA/CE رسانایی یونی فوق‌العاده‌ای را تا  نشان می‌دهند که دلیل آن یکپارچه‌سازی درجه تبلور کمتر، جذب الکترولیت بالاتر و غلظت بیشتر ⁺Li آزاد در الکترولیت می­‌باشد. حضور AB15C5 به­‌عنوان پلی برای افزایش انتقال لیتیوم عمل نموده و رسانایی یونی بالایی را امکان پذیر می‌­سازد. قابل ذکر است، سلول‌های مونتاژ شده براساس PVDF-PDA/CE ، عملکرد چرخه و عملکرد نرخ‌­پذیری عالی داشتند. بنابراین، جداکننده اصلاح شده CE و PDA چشم انداز تشدیدکننده­ای را برای اصلاح جداکننده در باتری های لیتیوم یونی ایجاد خواهد نمود.

دریافت فایل : افزایش رسانایی یونی جداکننده‌ باتری­های لیتیوم یون توسط پل‌های اتر تاجی

Reference

Pei H, Chen J, Liu H, Zhang L, Hui H, Li Z, Li J, Li X. Ionic conductivity enhanced by crown ether bridges for lithium-ion battery separators. Applied Surface Science. 2023 Jan 15;608:155030.

DOI: 10.1016/j.apsusc.2022.155030

ترجمه و ویرایش : هانیه میران موسوی