Litium-ion batareyaları müxtəlif tətbiqlərdə geniş istifadə olunur, lakin inkişaf edən tələblərə cavab vermək üçün performanslarını artırmaq üçün təkmilləşdirilmiş bağlayıcılara ehtiyac duyur. Bunun səbəbi, yüksək tutumlu və aşağı qiymətə görə perspektivli anod materialı olan silikon oksidin (SiO) bir sıra problemlərlə üzləşməsidir. Bunlara zəif keçiricilik daxildir, bu da daha yavaş şarj sürətinə və şarj zamanı əhəmiyyətli genişlənməyə səbəb olur. Effektiv bağlayıcılar bu problemləri həll etmək və litium-ion batareya sistemləri üçün təkmilləşdirilmiş performans və uzunmüddətli dayanıqlığı təmin etmək üçün vacibdir.

Yaponiya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutundan (JAIST) professor Noriyoshi Matsumi və Maruzen Petrochemical Company Ltd.-dən olan tədqiqatçılar ACS Tətbiqi Enerji Materialları jurnalında dərc olunan araşdırmada poli(vinilfosfonik turşu) (PVPA) üçün bağlayıcı kimi istifadə ediblər. adi hüceyrələrlə müqayisədə üstün performansa nail olan mikro-SiO elektrodları.

Professor Matsuminin sözlərinə görə, “PVPA bağlayıcı yüksək performanslı litium-ion ikincil batareyaların ömrünü uzatmaqda çox faydalı olmalıdır. Xüsusilə elektrik nəqliyyat vasitələrinin tətbiqində, litium-elektrik batareyalarının uzun ömürlü olmasına böyük maraq var. ion ikincil batareyaları. PVPA-nın istifadəsi poli(akril turşu) (PAA) və poli(viniliden flüorid) (PVDF) kimi kommersiyada mövcud olan bağlayıcılara təkmilləşdirilmiş alternativlər təklif edəcək.”

Tədqiqat bağlayıcı kimi PVPA, PAA və PVDF olan elektrodların hazırlanmasını əhatə etdi və onların performansı elektrokimyəvi təcrübələr və sıxlıq funksional nəzəriyyəsi vasitəsilə qiymətləndirildi. PVPA, adi PAA (2,03 N/m) ilə müqayisədə mis dəstəyə nəzərəçarpacaq dərəcədə güclü yapışma (3,44 N/m) nümayiş etdirdi və bu, litium-ion batareyalarda davamlılığın əhəmiyyətli dərəcədə artmasına səbəb oldu .

PVPA əsaslı hüceyrə, 200 dövrədən sonra PAA əsaslı hüceyrə ilə müqayisədə demək olar ki, iki dəfə boşalma qabiliyyətini təmin etdi, PVPA əsaslı yarım hüceyrə eyni dövr sayından sonra 1,300 mAhg ^{-1 SiO əldə etdi.} PVDF və ya PAA bağlayıcılarından fərqli olaraq, 200 yük-boşaltma dövründən sonra belə, skan edən elektron mikroskopiyada cari kollektordan aşınma müşahidə edilmədi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=2793866484&adk=675901022&adf=1873531024&pi=t.ma~as.2793866484&w=540&fwrn=4&lmt=1709641587&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2024-03-potential-lithium-ion-batteries-advanced.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTIyLjAuNjI2MS45NSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyMi4wLjYyNjEuOTUiXSxbIk5vdChBOkJyYW5kIiwiMjQuMC4wLjAiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMjIuMC42MjYxLjk1Il1dLDBd&dt=1709623080864&bpp=1&bdt=931&idt=509&shv=r20240228&mjsv=m202402270101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dd8c6cdc5123375cd%3AT%3D1709623025%3ART%3D1709641509%3AS%3DALNI_MY2ynj5TDpMXqOZBx7W90OihbbXuw&gpic=UID%3D00000d6971a748b6%3AT%3D1709623025%3ART%3D1709641509%3AS%3DALNI_MaTILJ6PYHOKRZlSvHcKJ4LkDsnLQ&eo_id_str=ID%3D34d5e14efb6a7c5d%3AT%3D1709623025%3ART%3D1709641509%3AS%3DAA-Afjbw5XrDrmZOIEp3UV8fgvCO&prev_fmts=0x0%2C1519x695&nras=2&correlator=3445767118577&frm=20&pv=1&ga_vid=1833901760.1709623018&ga_sid=1709623081&ga_hid=711184107&ga_fc=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1907&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C44795922%2C95325753%2C95326317%2C31081511%2C95324160%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=1251425759937227&tmod=971840517&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Bundan əlavə, PVPA-nın daha güclü yapışması SiO əsaslı anodu sabitləşdirməyə kömək edir, hətta əhəmiyyətli həcmdə genişlənmə ilə belə onun aşınmasının qarşısını alır.

Bundan əlavə, tədqiqatçıları tədqiqatın bir hissəsi olan Maruzen Petrochemical Company Ltd., PVPA üçün sənaye istehsalı prosesi qurdu. JAIST və Maruzen Petrochemical Company Ltd. arasında davamlı əməkdaşlıq, şirkətdən əlavə batareya istehsalı təcrübəsinin daxil edilməsi, real həyatda tətbiqlərə doğru prosesi daha da sürətləndirə bilər. Bu texnologiya üçün patentlər JAIST və Maruzen Petrochemical Company Ltd tərəfindən birgə ərizə kimi həm ölkə daxilində (Yaponiya), həm də beynəlxalq səviyyədə təqdim edilmişdir.

“Bunun kimi sənaye cəhətdən mümkün, yüksək performanslı bir bağlayıcı yüksək davamlı və yüksək enerji sıxlığı olan batareyalar üçün texnologiyanın inkişafına kömək edəcək. Bu, uzun müddət ərzində performansın aşağı düşməsi ilə bağlı narahatlıq olmadan EV-lərin dünya miqyasında daha geniş tətbiqi ilə nəticələnəcək. Bunlar materiallar gələcəkdə qatarlar, gəmilər, təyyarələr və s. kimi müxtəlif elektrik nəqliyyat vasitələrinə də tətbiq oluna bilər”, – deyə professor Matsumi bildirib.

Ətraflı məlumat: Noriyuki Takamori və başqaları, Poli(vinilfosfonik turşudan istifadə edərək Mikrosilikon Oksid Əsaslı Li-Ion Batareya Anodunun Asan Stabilləşdirilməsi), ACS Tətbiq olunan Enerji Materialları (2024). DOI: 10.1021/acsaem.3c02127Yaponiya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir