اخیرا اتصال دهنده پلیمری با استفاده از نانوذرات سیلیکون ساخته شده که می‌تواند در تولید آندهای باتری‌های یون لیتیم مورد استفاده قرار گیرد. این اتصال دهنده طول عمر باتری‌ها را افزایش می‌دهد.
تولید اتصال‌دهنده پلیمری برای ساخت آند با کارایی بالا
اخیرا اتصال دهنده پلیمری با استفاده از نانوذرات سیلیکون ساخته شده که می‌تواند در تولید آندهای باتری‌های یون لیتیم مورد استفاده قرار گیرد. این اتصال دهنده طول عمر باتری‌ها را افزایش می‌دهد.
اتصال‌دهنده‌ها در تولید باتری‌های یون لیتیم برای نگه‌داشتن ذرات فعال به یکدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. تعیین مشخصات اتصال دهنده‌ها در باتری‌ها امری حیاتی است تا بتوان با استفاده از آن عملکرد باتری را ارزیابی کرد.
آندها اجزاء اصلی باتری‌های یون لیتیم هستند، در حال حاضر سیلیکون به‌عنوان گزینه اول برای آند در این باتری‌ها قلمداد می‌شوند، دلیل این امر ظرفیت بالای سیلیکون است که ده برابر بیشتر از گرافیت است. هرچند ظرفیت سیلیکون بالا است اما چرخه عمر آن بسیار کوتاه است به‌طوری که چرخه عمر آن کمتر از چند صد بار شارژ/دشارژ شدن است. دلیل محدود بودن چرخه عمر سیلیکون، کم بودن پایداری آن در طول واکنش با یون لیتیم است به‌طوری که حجم آن تا ۳۰۰ برابر مقدار اولیه در هنگام شارژ شدن رشد می‌کند. به‌همین دلیل است که از اتصال دهنده‌ها استفاده می‌شود. برای این که ساختار الکترود پایدار بماند و طول عمر طولانی‌تری داشته باشد، نقش اتصال دهنده حیاتی است.
اخیرا محققان موسسه علوم و فناوری پیشرفته کره موفق به ارائه پلیمری شدند که تاثیر به‌سزایی در عملکرد باتری یون لیتیم دارد. این گروه نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Mussel-inspired Adhesive Binders for High Performance Silicon Nanoparticle Anodes in Li-Ion Batteries در نشریه Advanced Materials به چاپ رساندند. این گروه در این مقاله نشان دادند که اتصال دهنده‌ها نقش مهمی در عملکرد سیلیکون خالص و سیلیکون کامپوزیت شده با گرافیت دارد. این اتصال دهنده می‌تواند چسبندگی الکترود سیلیکونی را افزایش دهد و پایداری آن نیز افزایش می‌یابد. با این کار چرخه عمر باتری افزایش قابل توجهی پیدا می‌کند.
پیش از این محققان دیگری اتصال دهنده‌ها پلیمری ارائه کرده بودند اما نتایج کار آنها چندان دلچسب نبود. اما این پلیمر جدید عملکرد باتری را به مقدار قابل توجهی افزایش می‌دهد. در این پژوهش محققان نشان دادند که استحکام کمربندی اصلی پلیمری نقش مهمی دارد. آنها گروه‌های عاملی کاتکول را به پلی اکریلیک اسید و آلژینات متصل کردند. از میان نانوساختارهای سیلیکونی مختلف، این گروه تحقیقاتی نانوذرات را به‌دلیل امکان تولید انبوه آن، انتخاب کردند.
پیش از این محققان دیگری اتصال دهنده‌ها پلیمری ارائه کرده بودند اما نتایج کار آنها چندان دلچسب نبود. اما این پلیمر جدید عملکرد باتری را به مقدار قابل توجهی افزایش می‌دهد. در این پژوهش محققان نشان دادند که استحکام کمربندی اصلی پلیمری نقش مهمی دارد. آنها گروه‌های عاملی کاتکول را به پلی اکریلیک اسید و آلژینات متصل کردند. از میان نانوساختارهای سیلیکونی مختلف، این گروه تحقیقاتی نانوذرات را به‌دلیل امکان تولید انبوه آن، انتخاب کردند.
محققان معتقدند برای این که بتوان این اتصال دهنده پلیمری را وارد صنعت کرد لازم است همکارانی از صنایع تولید باتری در توسعه یافته‌های این پروژه مشارکت کنند.
