مروری بر پیشرفت های اخیر در جداکننده های بر پایه پلی اولفین در کاربردهای باتری لیتیم-یون

در سال های اخیر، مطالعات متعددی درباره باتری های لیتیم-یون ثانویه برای کاربردهای گسترده شامل منبع تغذیه در وسایل الکترونیکی قابل حمل، وسایل نقلیه الکتریکی و مخزن ذخیره الکتریکی انجام شده است. به طور کلی، باتری های لیتیم-یون از چهار جزء شامل آند، کاتد، الکترولیت و جداکننده تشکیل شده اند. با وجود اینکه جداکننده ها در باتری های لیتیم-یون هیچ نقشی در واکنش های الکتروشیمیایی ندارند، اما به طور فیزیکی آند و کاتد را جدا می کنند، به طوری که وقتی جریان آزاد یون های لیتیم از راه الکترولیت مایع منتقل می شود، اتصال کوتاه الکتریکی رخ ندهد. از این رو، جداکننده نقش اساسی را در ایمنی و توان باتری های لیتیم یون دارد. در میان تعداد زیاد جداکننده هایی که تاکنون تولید شده اند، جداکننده های غشایی متخلخل پلی اولفینی شامل پلی اتیلن (PE) و پلی پروپیلن (PP)، به دلیل داشتن ویژگی های برجسته ای از جمله پایداری الکتروشیمیایی، استحکام مکانیکی خوب، کارایی و مقرون به صرفه بودن و از کارافتادگی گرمایی، به عنوان امیدوارکننده ترین جداکننده ها برای باتری های لیتیم-یون تجاری به شمار می آیند. با وجود این، جداکننده های غشایی مشکلات اساسی از جمله غیرقطبی بودن، انرژی سطحی کم و پایداری گرمایی ضعیف را برای ذخیره سازی وسایل نقلیه دارند. از این رو، در این بررسی انواع جداکننده های پلی اولفینی میکرومتخلخل استفاده شده در باتری های لیتیم-یون و روش های اصلاح سطح آن ها مرور شده اند. راهکارهایی همچون پیوندزنی با روش های مختلف، روش الهام گرفته از صدف و عامل دارکردن با نانوذرات معدنی نیز برای غلبه بر مشکلات نام برده به کار گرفته شده اند. نتایج پژوهش های بسیاری اثبات می کند، اگر با استفاده از روش ها و مواد مناسب اصلاح سطح انجام شود، خواص چشمگیری به وسیله جداکننده های پلی اولفینی تک لایه و چندلایه به دست خواهد آمد که می تواند پنجره ای جدیدی را به روی باتری های با عملکرد کارآمد بگشاید.

Keywords:

باتری لیتیم-یون , جداکننده پلی اولفین , جداکننده های تک لایه و چندلایه , روش های اصلاح سطح , عامل دارکردن جداکننده ها