عنوان مقاله :
اثر كامپوزيت پلي‌آنيلين/گرافيت بر كارايي باتري قابل شارژ روي – پلي‌آنيلين
عنوان به زبان ديگر :
Effect of Pani/Graphite composite on the Zn-Pani rechargeable battery performances
پديد آورندگان :
رحماني فر، محمد صفي دانشگاه شاهد- دانشكده علوم پايه - گروه شيمي , موسوي خوشدل، مرتضي دانشگاه علم و صنعت - دانشكده علوم پايه - گروه شيمي , شه بخش، ياسر دانشگاه علم و صنعت - دانشكده علوم پايه - گروه شيمي
كليدواژه :
مواد فعال قطب مثبت , كامپوزيت , پلي‌آنيلين , پليمر رسانا , باتري قابل شارژ
چكيده فارسي :
در اين پژوهش، كامپوزيت پلي‌آنيلين/گرافيت به روش شيميايي در دماي 5 درجه سانتي‌گراد سنتز و با روش‌هاي FT-IR، رامان، BET و SEM موردبررسي قرار گرفت. كامپوزيت سنتز شده به‌عنوان ماده فعال به شكل‌هاي مخلوط و كامپوزيت با گرافيت در باتري قابل شارژ در اندازه قلمي با الكتروليت آبي و آند از جنس روي مورداستفاده قرار گرفت. باتري‌هاي ساخته شده با روش جريان ثابت در گسترده‌ي ولتاژي 1700 الي 400 ميلي ولت با چگالي جريان 125 ميلي‌آمپر بر گرم تغذيه و تخليه شدند. نتايج نشان داد كه در كامپوزيت پلي‌آنيلين/گرافيت برهم‌كنش پليمر با گرافيت نسبت به مخلوط آن افزايش‌يافته درحالي‌كه مساحت سطح كامپوزيت نسبت به پليمر كاهش‌يافته است. كاربرد كامپوزيت پلي‌آنيلين/گرافيت در باتري سبب كاهش مقاومت دروني باتري نسبت به مخلوط پلي‌آنيلين-گرافيت شده است و چگالي ظرفيت مواد كاتدي باتري تا حد 7/86 ميلي‌آمپر ساعت بر گرم پليمر (حدود 30% مقدار نظري) هم‌چنين چگالي انرژي، 101/44 وات ساعت بر كيلوگرم افزايش يافت. اين در حالي است كه چگالي ظرفيت باتري در طي 100 چرخه تغذيه تخليه كامل تنها 39% كاهش يافت. در مقابل باتري با مواد كاتدي مخلوط پلي آنيلين و گرافيت به ترتيب چگالي ظرفيت و انرژي 73/8 ميلي‌آمپر ساعت بر گرم پليمر و 71/58 وات ساعت بر كيلوگرم پليمر نشان داد. ولتاژ ميانگين باتري با مواد فعال كامپوزيت 1170 ميلي‌ولت و براي باتري با مواد فعال مخلوط 970 ميلي ولت بود.
چكيده لاتين :
Polyaniline (PANI) is one of the most promising candidates for industrial application of conducting
polymers. Due to its reversible electrochemical response during anodic oxidation and cathodic reduction, it is
used as secondary batteries active material. In recent years, we see permanent efforts to improve performance
of PANI batteries. So, many researches have been carried out for the improvement of its performance. In this
work, PANI and PANI/G composite were chemically synthesized at 5°C. The characterizations were done
by FTIR, Raman, BET, and SEM. Then PANI and PANI/G composite used as positive active material for
PANI-Zn aqueous rechargeable battery. The prototype AA batteries were constructed and tested by constant
current charge/discharge method between 1700 to 400 mV by 125 mAg-1 current density. It was found that
PANI and graphite interaction was increased by composite formation between PANI and graphite while its
surface area reduced compare to PANI. Then the PANI-G blend and composite were evaluated as battery
cathode active material containing 5.0M ZnCl2
and 2.5M NH4
Cl electrolyte at pH 4.0. The discharge curve
of the PANI-Zn batteries containing composite active material showed lower internal resistance than PANI
active material and maximum discharge capacity density and energy density increased up to 86.7 mAhg-1
and 101.44 Whkg-1, respectively (approximately 30% of theoretical value) compairing to 73.8 mAhg-1 and
71.58 Whkg-1 blended active materials. In addition, the PANI-Zn rechargeable battery with composite active
material capacity reduced only 39% after 100 charge/discharge cycles. The mid-point voltages for two type
of active material were 1170 mV and 970 mV, respectively. The PANI-Zn cell containing composite active
material showed better electrical performances for use as a secondary system
عنوان نشريه :
پژوهش هاي كاربردي در شيمي
