پیشرفت و چشم انداز مواد کاتد آلی برای باتری های لیتیوم یون

Abstract

باتری‌های لیتیوم یون به دلیل چگالی انرژی بالا، عمر طولانی و قابلیت شارژ مجدد، به طور گسترده در دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل مانند تلفن‌های همراه، لپ‌تاپ‌ها و خودروهای برقی استفاده می‌شوند. کاتد، یکی از اجزای اصلی این باتری‌ها، نقش مهمی در عملکرد آن‌ها ایفا می‌کند. کاتدهای متداول لیتیوم یون معمولاً از مواد معدنی مانند اکسید کبالت لیتیوم (LCO)، اکسید منگنز لیتیوم (LMO) و فسفات آهن لیتیوم (LFP) ساخته می‌شوند. با این حال، این مواد معدنی معایبی از جمله هزینه بالا، اثرات زیست‌محیطی و ایمنی دارند. کاتدهای آلی جایگزینی امیدوارکننده برای کاتدهای معدنی هستند. به طور کلی افزایش ایمنی و پایداری، کاهش هزینه، توسعه باتری‌های با وزن و چگالی انرژی بالاتر وامکان تولید باتری‌های سازگار با محیط زیست از مزایای کاتد آلی است. در حال حاضر، کاتدهای آلی در مرحله تحقیق و توسعه هستند و هنوز به طور تجاری در مقیاس وسیع مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. با این حال، پیشرفت‌های اخیر نشان می‌دهد که این مواد پتانسیل تبدیل شدن به جایگزینی مناسب برای کاتدهای معدنی در باتری‌های لیتیوم یون را دارند. این مقاله به طور خلاصه مروری بر کاتدهای آلی ارائه می دهد.