مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت):
چکیده
غشاهای الیافی پلی(وینیلیدین فلوراید) (PVDF) الکتروریسی شده و دوپ شده با مایعات یونی (IL) مختلف و دارای آنیون یکسان تولید شدند و پتانسیل آن‌ها به عنوان غشاهای جداکننده برای کاربردهای باتری مورد ارزیابی قرار گرفت. انواع مختلف IL که حاوی آنیون یکسان بیس(تری فلورومتیل سولفونیل) [TFSI]-، با غلظت IL بین 0 تا 15 درصد وزنی استفاده شد. مورفولوژی، ریزساختار، خواص حرارتی و الکتریکی (رسانایی یونی و پنجره الکتروشیمیایی) غشاها مورد ارزیابی قرار گرفتند. وجود IL ها در ماتریس پلیمری PVDF بر قطر الیاف و محتوای فاز قطبی β در پلیمر و همچنین درجه بلورینگی تأثیر می‌گذارد. پایداری حرارتی غشاها با ادغام IL کاهش می‌یابد. آزمایش‌های طیف‌سنجی امپدانس حداکثر هدایت یونی 2.8mS/cm را برای نمونه 15% 1-اتیل-3-متیل ایمیدازولیوم بیس(تری فلورومتیل سولفونیل) ([Emim][TFSI]) در دمای اتاق نشان می‌دهد. پایداری الکتروشیمیایی نمونه‌ها از 0.0 تا 6.0 ولت است. وقتی به عنوان غشای جداکننده باتری در نیم‌سل‌های C-LiFePO4 ارزیابی شد، حداکثر ظرفیت تخلیه 119mAh/g در نرخ جریان مشخص(C-rate) برای غشای PVDF با نسبت 15% [Emim][TFSI] و با راندمان کولمبیک نزدیک به 100% به دست آمد. نتایج نشان می‌دهد که غشاهای الکتروریسی تولید شده برای کاربرد به عنوان جداکننده برای باتری‌های لیتیوم یونی (LIBs) مناسب هستند.
نتیجه‌گیری
غشاهای الیافی الکتروریسی شده PVDF با محتویات مختلف IL ها که آنیون[TFSI]- یکسانی دارند به دست آمد. به طور مستقل از نوع کاتیون IL، قطر الیاف به دلیل وجود بارهای یونی در محلول کاهش یافت. اگرچه الیاف PVDF محتوای فاز β بالایی را نشان می‌دهند، اما به دلیل تبخیر حلال در دمای اتاق، ادغام محتوای IL تأثیر قابل‌توجهی بر این مقدار ندارد. پایداری حرارتی و درجه بلورینگی در حضور IL در ماتریس PVDF کاهش می‌یابد که این موضوع ناشی از برهمکنش‌های الکترواستاتیک قوی بین IL و زنجیره‌های پلیمری بسیار قطبی است. تجزیه و تحلیل طیف‌سنجی امپدانس امکان تعیین رسانایی یونی را با حداکثر 2.8mS/cm در دمای اتاق برای نمونه %15 وزنی [Emim][TFSI] فراهم کرد. تمام غشاهای الکتروریسی شده پایداری الکتروشیمیایی را در محدوده ولتاژ 0.0-6.0 ولت نشان دادند و نیم سل‌های باتری مونتاژ شده عملکرد خوبی داشتند و به حداکثر ظرفیت تخلیه 119mAh/g در نرخ جریان مشخص (C-rate) و 100 درصد راندمان کولمبی رسیدند. نتایج گزارش شده در این مقاله کاربرد غشاهای PVDF/IL الکتروریسی شده را در تولید غشاهای جداکننده برای کاربردهای LIB اثبات می‌کند.
Reference
Barbosa JC, Correia DM, Gonçalves R, de Zea Bermudez V, Silva MM, Lanceros-Mendez S, Costa CM. Enhanced ionic conductivity in poly (vinylidene fluoride) electrospun separator membranes blended with different ionic liquids for lithium-ion batteries. Journal of Colloid and Interface Science. 2021 Jan 15; 582:376-86.
DOI: 10.1016/j.jcis.2020.08.046
مترجم: علیرضا کرفی
