پديد آورندگان :
حيدري، علي اكبر دانشگاه تهران - پرديس علوم - دانشكده شيمي، تهران، ايران , مهدوي، حسين دانشگاه تهران - پرديس علوم - دانشكده شيمي، تهران، ايران , كرمي، ميلاد دانشگاه تهران - پرديس علوم - دانشكده شيمي، تهران، ايران
كليدواژه :
باتري ليتيم-يون , جداكننده پلي اولفين , جداكننده‌هاي تك‌لايه و چندلايه , روش‌هاي اصلاح سطح , عامل‌داركردن جداكننده‌ها
چكيده فارسي :
در سال‌هاي اخير، مطالعات متعددي درباره باتري‌هاي ليتيم-يون ثانويه براي كاربردهاي گسترده شامل منبع تغذيه در وسايل الكترونيكي قابل‌حمل، وسايل نقليه الكتريكي و مخزن ذخيره الكتريكي انجام شده است. به‌طور كلي، باتري‌هاي ليتيم-يون از چهار جزء شامل آند، كاتد، الكتروليت و جداكننده تشكيل شده‌اند. با وجود اينكه جداكننده‌ها در باتري‌هاي ليتيم-يون هيچ نقشي در واكنش‌هاي الكتروشيميايي ندارند، اما به‌طور فيزيكي آند و كاتد را جدا مي‌كنند، به‌طوري كه وقتي جريان آزاد يون‌هاي ليتيم از راه الكتروليت مايع منتقل مي‌شود، اتصال كوتاه الكتريكي رخ ندهد. از اين‌رو، جداكننده نقش اساسي را در ايمني و توان باتري‌هاي ليتيم يون دارد. در ميان تعداد زياد جداكننده‌هايي كه تاكنون توليد شده‌اند، جداكننده‌هاي غشايي متخلخل پلياولفيني شامل پلي‌اتيلن (PE) و پلي‌پروپيلن (PP)، به‌دليل داشتن ويژگي‌هاي برجسته‌اي از جمله پايداري الكتروشيميايي، استحكام مكانيكي خوب، كارايي و مقرون به‌صرفه‌بودن و از كارافتادگي گرمايي، به‌عنوان اميدواركننده‌ترين جداكننده‌ها براي باتري‌هاي ليتيم-يون تجاري به‌شمار مي‌آيند. با وجود اين، جداكننده‌هاي غشايي مشكلات اساسي از جمله غيرقطبي‌بودن، انرژي سطحي كم و پايداري گرمايي ضعيف را براي ذخيره‌سازي وسايل نقليه دارند. از اين‌رو، در اين بررسي انواع جداكننده‌هاي پلياولفيني ميكرومتخلخل استفاده‌شده در باتري‌هاي ليتيم-يون و روش‌هاي اصلاح سطح آن‌ها مرور شده‌اند. راهكارهايي همچون پيوندزني با روش‌هاي مختلف، روش الهام‌گرفته از صدف و عامل‌داركردن با نانوذرات معدني نيز براي غلبه بر مشكلات نام‌برده به‌كار گرفته شده‌اند. نتايج پژوهش‌هاي بسياري اثبات مي‌كند، اگر با استفاده از روش‌ها و مواد مناسب اصلاح سطح انجام شود، خواص چشمگيري به‌وسيله جداكننده‌هاي پلياولفيني تك‌لايه و چندلايه به‌دست خواهد آمد كه مي‌تواند پنجره‌اي جديدي را به روي باتري‌هاي با عملكرد كارآمد بگشايد.
چكيده لاتين :
In recent years, extensive studies have been conducted on secondary lithium-ion (Li-ion) batteries for innumerable applications, including power source for the portable electronics, electric vehicle, and electric storage reservoir. It is well-known that Li-ion batteries are made up of four different components, i.e., anode, cathode, electrolyte and separator. Even though separators play no roles in the electrochemical reactions, they physically separate the anode and cathode to avoid electrical short circuits when the free flow of Li ions transfers through the liquid electrolyte. According to the above-given statements, a separator takes a key part in the safety and the power capability of Li-ion batteries. Unil today, various separators have been introduced, among which polyolefin membrane separators have proved to be the most promising separators for commercial Li-ion batteries, arising from their outstanding properties, e.g., electrochemical stability, good mechanical strength, cost-efficiency, and thermal shutdown properties. Nevertheless, these membrane separators have faced several key drawbacks for vehicular storage, including non-polarity, low surface energy and poor thermal stability. Accordingly, the aim of this study is to review the types of polyolefin microporous separators which are widely employed in Li-ion batteries and all the intricate approaches taken for their surface modification. Several approaches including grafting by different methods, mussel-inspired technique and functionalization by inorganic nanostructures have been widely utilized to overcome the above- problems. It has been proven in the literature that outstanding properties can be provided through mono- and multilayer polyolefin separators if they are modified by proper strategies and materials, by which stat-of-the-art Li-ion batteries can be introduced..
