اختيار المادة الرابطة الأنسب وتحديد نسبتها في تحضير أنود خلايا أيون الليثيوم

الملخص

دُرِس تأثير طبيعة أربع مواد رابطة بوليمرية مختلفة: بولي فينيل دي فلوريدPVDF ، كربوكسي ميثيل سليلوز الصوديومCMC-Na ، بولي فينيل الكحول PVA، ومطاط ستايرين بوتادايينSBR  على الخواص الكهروكيميائية لأنودات الجرافيت المستعملة في خلايا  أيون الليثيوم، وحُدِدت النسبة الأفضل من المادة الرابطة التي تحقق استقرار ومقاومة ميكانيكية لمكونات القطب والتصاق جيد للمواد الفعالة مع مجمعات التيار إضافة إلى دارسة تأثير المحلول الإلكتروليتي على هذه المواد. وتبين من الدراسة أن خصائص الانسيابية للعجائن المستعملة في تحضير القطب تُعد متشابهة تقريباً عند النسب نفسها من المواد الرابطة لكنها تكون أفضل في حال البولي فينيل الكحول، كما تبين من الاختبارات الكهروكيميائية إلى أن طبيعة PVDF تسهم في تقليل دورة حياة أقطاب الجرافيت على عكس المواد الرابطة الفعالة ذات الأساس المائي إذ تناقصت السعة بنسبة 28%، وفي جميع الجمل الرابطة المستعملة إن النسبة المئوية للمادة الرابطة التي تتراوح من 6.5 إلى 8.5 تحقق التصاقاً جيداً للمواد الفعالة على مجمعات التيار. وتوضح هذه الدراسة إمكانية تصنيع قطب كهربائي قائم على الجرافيت لبطاريات الليثيوم أيون التي تدوم لفترة أطول وتستعمل الماء في المعالجة، بدلاً من المذيبات العضوية الخطرة مثل نظامي-ميثيل بيروليدون، من ثم تحسين الأداء وتقليل التكلفة وحماية البيئة.