ساخت باتری لیتیم-یون تمام جامد با استفاده از الكترولیت پلیمری نانوكامپوزیتی انعطاف پذیر

خلاصه اختراع :

این اختراع در زمینه فناوری ساخت باتری های قابل شارژ نسل جدید می باشد. باتری های لیتیم-یون كه از الكترولیت مایع بهره می برند مشكلاتی مانند فراریت، نشتی، خطر آتش گیری و غیره دارند. در سال های اخیر، باتری های تمام جامد به دلیل ایمنی بالاتر، چگالی انرژی مناسب و قابلیت انطباق در اشكال بسته بندی متنوع توجه بسیار زیادی را به خود جلب كرده اند. همچنین تقاضا برای تكنولوژی دستگاه های الكترونیكی انعطاف پذیر كه در حالت خم شده نیز قابلیت كاربری دارند در حال افزایش است. در این ثبت اختراع به منظور توسعه یك باتری لیتیم-پلیمر تمام جامد با كارایی مناسب، از یك الكترولیت پلیمری جامد نانوكامپوزیتی بر پایه ماتریس پلی اتیلن اكسید/ نانوذرات گرافن اصلاح شده با پلی اتیلن گلیكول استفاده شده است. هدایت یونی نمونه حاوی wt.% 1 از گرافن اصلاح شده S/cm 5-10×56/8 به دست آمد كه بیشتر از یك مرتبه دهدهی از هدایت یونی الكترولیت خالص بالاتر است. به همین دلیل این نمونه به عنوان نمونه بهینه انتخاب شده و در ساخت باتری های لیتیم-پلیمر تمام جامد كیسه ای مورد استفاده قرار گرفت. ظرفیت ویژه این باتری mAh/cm2 126/0 به دست آمد كه تقریبا سه برابر باتری ساخته شده با الكترولیت پلیمری خالص است. چگالی انرژی و توان آن نیز بالاتر است. همچنین بررسی 100 چرخه شارژ و تخلیه این باتری ها نشان داد كه باتری ساخته شده با الكترولیت پلیمری نانوكامپوزیتی دارای درصد ماندگاری ظرفیت بیشتر و بازدهی كلمبیك بالاتر است. این باتری ها به راحتی یك چراغ LED را روشن می كنند.