الکترولیت های پلیمری در باتری های لیتیمی: مروری بر انواع، مشخصه ها و چالش ها

امروزه رشد اقتصادی کشورها به تامین منابع انرژی وابسته است. در بیشتر کشورها این منابع شامل زغال سنگ، نفت، گاز طبیعی و نیز انرژی هسته ای است. با وجود این، استفاده از این منابع با چالش های مختلفی از قبیل پایان پذیری، آلودگی و هزینه زیاد رو به روست. به منظور کاهش اتکای جهانی به منابع طبیعی پایان پذیر و سوخت های مخرب محیط زیست، تلاش های فراوانی در جایگزینی آن ها با منابع تجدیدپذیر از قبیل انرژی خورشیدی، آب و باد انجام شده است. لازمه استفاده از سامانه های تجدیدپذیر در تامین انرژی، ذخیره سازی و امکان استفاده تمام اوقات از آن هاست. بدین منظور، باتری ها به عنوان یکی از فناوری های کاربردی جزو دستگاه های ذخیره انرژی مهم در زندگی روزانه ما هستند که نقش مهمی در ابزارهای الکتریکی و الکترونیکی دارند. با وجود این، کاربردهای عملی آن ها با مسائل ایمنی ناشی از الکترولیت مایع مواجه است، به ویژه زمانی که باتری ها در معرض شرایط سخت مکانیکی، گرمایی یا الکتریکی قرار می گیرند. الکترولیت های پلیمری به عنوان جایگزین الکترولیت مایع برای ساخت باتری های لیتیم ایمن پیشنهاد می شوند. در این مقاله، الکترولیت های پلیمری به دوگروه بزرگ الکترولیت پلیمری جامد و ژلی دسته بندی می شوند. ابتدا، خواص و مشخصه های الکترولیت های پلیمری جامد و ژلی بحث می شود. سپس، پیشرفت های اخیر پلیمرهای رایج از قبیل پلی(اتیلن اکسید)، پلی(متیل متاکریلات)، پلی آکریلونیتریل، پلی(وینیلیدن دی فلوئورید) و کوپلیمر پلی(وینیلیدن فلوئورید-هگزا فلوئوروپروپیلن)، زیست پلیمرها (سلولوز، پلی یورتان و پلی کاپرولاکتون)، پلی کربنات و پلی سیلوکسان ها به عنوان پلیمر میزبان الکترولیت های پلیمری در باتری لیتیم بحث می شوند. در نهایت، چالش ها و چشم اندازهای آتی الکترولیت های پلیمری برای باتری های لیتیمی بیان می شود. امید می رود، این مقاله بتواند اطلاعات مفیدی را برای توسعه الکترولیت های پلیمری جدید با خواص عالی به منظور کاربرد در باتری لیتیمی فراهم کند.

Keywords:

پلیمر , باتری لیتیمی , الکترولیت ژل پلیمری , الکترولیت جامد پلیمری , هدایت یونی