| نویسندگان | فرشته عباسی,محمد رضا منصور نیا,فرشاد بوربور اژدری,ابوالفضل فتح اللهی زنوز |
|---|---|
| همایش | اولین همایش بین المللی و دومین همایش ملی باتری لیتیومی |
| تاریخ برگزاری همایش | ۲۰۲۴-۰۷-۰۹ - ۲۰۲۴-۰۷-۱۰ |
| محل برگزاری همایش | 1 - تهران |
| ارائه به نام دانشگاه | دانشگاه علم وصنعت |
| نوع ارائه | سخنرانی |
| سطح همایش | بین المللی |
چکیده مقاله
پایداری ساختار در باتری‌های لیتیوم یون به عنوان یکی از مهم‌ترین منابع ذخیره الکتریکی یک پارامتر مهم محسوب می‌شود، از آنجا که پایدار بودن ساختار باعث افزایش طول عمر و بهبود عملکرد الکتروشیمیایی می‌شود، و از طرفی کاتد نیکل-منگنز-کبالت به عنوان کاتد با چگالی انرژی بالا یکی از محبوب‌ترین کاتدها است، با افزودن ترکیبات به الکترولیت در باتری‌های لیتیوم یون میتوان پایداری را افزایش داد. از طرفی، سولفونات‌های حلقوی توانایی کاهش در الکترود منفی و اکسیداسیون در الکترود مثبت را دارند که آن‌ها را به عنوان افزودنی‌های الکترولیت برای باتری‌های لیتیوم یون مناسب می‌سازد. زنجیره هیدروکربنی در این افزودنی‌ها حلالیت آن‌ها را در الکترولیت باتری افزایش می‌دهد. برای افزایش عملکرد طولانی مدت باتری‌های شامل ماده کاتدی نیکل-منگنز-کبالت و آند گرافیت، یک افزودنی اتیل ۴- متیل بنزن سولفونات استفاده شد. در این کار، یک افزودنی ETS به الکترولیت (EC:DMC) افزوده شد. طیف کاتدی دو گروه پیک با صفحات (006)/(102) و (108)/(110) مربوط به NCM است. با نگاهی بهتر به این پیک¬ها و بررسی پارامترهای شبکه به دست آمده با روش ریتولد، مشخص شد که حفظ و پایداری سازه در الکترود با افزودنی بهتر مشاهده می¬شود. پارامتر شبکه c نشان‌دهنده فاصله متوسط بین صفحات فلزی-فلزی است و مقدار c بزرگ معمولاً با وارد کردن/استخراج سریع یون لیتیوم همراه است. بین نسبت c/a و اعوجاج مثلثی همبستگی وجود دارد. با افزودن یک ماده، مقادیر c و c/a افزایش می‌یابد، که نشان می‌دهد شبکه رشد در امتداد محور c را ترجیح می‌دهد و در نتیجه فرآیندهای الکتروشیمیایی را ارتقا می‌دهد. اعوجاج مثلثی c/a برای کاتد افزودنی بیشتر از الکترود کنترل است، که نشان می دهد افزایش غلظت ETS در کاتد ساختار طبقه بندی شده را بهبود می¬بخشد. از طریق تجزیه و تحلیل ساختاری و مقایسه بین الکترود بدون افزودنی و الکترود با افزودنی، یافته‌های پراش پرتو ایکس و پارامترهای شبکه برآورد شده با استفاده از محاسبات ریتولد نشان می‌دهد که ساختار پس از ۴۰۰ چرخه در الکترولیت حاوی اتیل ۴- متیل بنزن سولفونات پایدارتر می‌شود. هم¬چنین یکپارچگی ساختاری را میتوان به وضوح در تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با افزودنی نشان داد که تایید می¬کند که یک پوشش محافظ رابط الکترولیت جامد از طریق مطالعات الکتروشیمیایی و ساختاری روی الکترود ایجاد می‌شود. این فیلم نه تنها ساختار و پایداری سطح الکترود را افزایش می‌دهد، بلکه از تجزیه الکترولیت نیز جلوگیری می‌کند. با توجه به این بررسی، اتیل ۴- متیل بنزن سولفونات می‌تواند به عنوان یک افزودنی مناسب برای لیتیوم یون باتری¬ها پیشنهاد شود.
کلیدواژه‌ها: افزودنی 1، لیتیوم یون باتری 2، سولفون3، ریتولد 4، پایداری ساختاری 5