تأثیر کاتد اصلاح‌شده با نانوکاتالیزور کربن/CuFe2O4 و الکترولیت 1-هگزیل-3-متیل ایمیدازولیوم کلراید ( [Cl] [Hmim]) بر عملکرد و طول عمر باتری لیتیم-هوا

نویسندگان

1 گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آیت ا... بروجردی، بروجرد، لرستان، ایران

doi
10.30501/jamt.2020.207196.1054
چکیده

هدف این کار، ساخت باتری لیتیم-هوا با کارایی بالا، طراحی ساده و ارزان­قیمت است. در این طراحی، از نانوکاتالیزور بر پایه کربن/CuFe2O4، با اندازه ذرات حدود 30 نانومتر، به منظور اصلاح کاتد باتری، استفاده شد. به منظور افزایش ایمنی، طول عمر و ظرفیت دشارژ باتری، از مایع یونی 1-هگزیل-3-متیل ایمیدازولیوم کلراید [Hmim][Cl]، به­ عنوان الکترولیت با رسانایی و پایداری حرارتی بالا، استفاده شد. ویژگی ­های فیزیکی و شیمیایی نانوکاتالیزور، به کمک طیف­ سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، آنالیز وزن­ سنجی حرارتی (TGA)، پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، تعیین شد. ظرفیت دشارژ باتری در دانسیته جریان mA/cm 1/0، برای باتری بدون و با کاتالیزور، به ­ترتیب، mAh/g 528 و mAh/g 677، بدست آمد. تعداد چرخه­ های شارژ/دشارژ باتری دارای نانوکاتالیزور، نسبت به باتری بدون آن، به­طور قابل ملاحظه­ ای (تا 1000 چرخه)، افزایش یافت. پایین بودن فشار بخار (نقطه جوش> °C 350) و بالا بودن میزان پایداری گرمایی (پایداری در برابر تجزیه شدن) الکترولیت، سبب افزایش طول عمر باتری می ­شود. پایین بودن میزان اضافه پتانسیل نیز از دیگر مزایای باتری طراحی شده است.