۴۹۸۱پ
فارسی
بررسی رفتار هدایت یونی الکترولیت‌های برپایه نشاسته
[پایان نامه]
زهرا حاجیان
صنعتی سهند
۱۴۰۱
۱۲۰ص.
مصور، جدول، نمودار
CD
ایده جایگزینی الکترولیت‌های مایع با الکترولیت‌های پلیمری جزء ایده‌های موفق در زمینه باتری‌های یون فلزی بوده وتوسعه این الکترولیت‌ها، نتایج قابل قبولی را ارائه کرده است. در این زمینه، خواص نشاسته این ماده را به یکی از کاندیدهای ماتریس پلیمری در الکترولیت‌ها تبدیل کرده‌اند. در این پژوهش، نشاسته به‌عنوان یک الکترولیت پلیمری جهت استفاده در باتری‌های یون لیتیوم بررسی شده است. برای این کار، در ابتدا، فرایند اکسیداسیون جهت اصلاح ساختار نشاسته انجام شده است. سپس، از پلی(پلی(اتیلن‌گلایکول) متاکریلات) (PEGMA) به عنوان پلیمر اصلاح‌کننده نشاسته به روش پلیمریزاسیون رادیکالی استفاده شده است. سپس، کوپلیمر سنتزشده جهت تهیه الکترولیت جامد پلیمری (SPE) استفاده شده است. از طرف دیگر، با افزودن متیلن‌بیس(آکریل‌آمید) (MBA) به‌عنوان عامل شبکه‌ای‌کننده، پلیمر شبکه‌ای تهیه شد که بعد از تورم در مایع الکترولیت، به‌عنوان الکترولیت ژل‌پلیمری (GPE) مورد بررسی قرار گرفت. آزمون‌های FTIR، NMR، CHNS و XRD جهت بررسی ساختار و DSC و TGA برای بررسی خواص حرارتی انجام شدند. الکترولیت‌های سنتزشده از نظر خواص الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفتند. بهترین رسانایی یونیS cm-1 10-3× 3/4 در دمای محیط برای GPEها و S cm-1 10-4× 2/2 برای SPEها حاصل شد. همچنین، عدد انتقال یون 8/0 و 9/0 برای نمونه‌ها به دست آمد. پنجره پایداری الکتروشیمایی 9/4-5/4 ولت، پایداری الکتروشمیایی این الکترولیت‌ها را در بازه کاربردی اکثر باتری‌ها تضمین می‌کند.
0
کارشناسی ارشد
مهندسی پلیمر- فرآیند پلیمریزاسیون
۱۴۰۱/۱۲/۰۱
ایده جایگزینی الکترولیت‌های مایع با الکترولیت‌های پلیمری جزء ایده‌های موفق در زمینه باتری‌های یون فلزی بوده وتوسعه این الکترولیت‌ها، نتایج قابل قبولی را ارائه کرده است. در این زمینه، خواص نشاسته این ماده را به یکی از کاندیدهای ماتریس پلیمری در الکترولیت‌ها تبدیل کرده‌اند. در این پژوهش، نشاسته به‌عنوان یک الکترولیت پلیمری جهت استفاده در باتری‌های یون لیتیوم بررسی شده است. برای این کار، در ابتدا، فرایند اکسیداسیون جهت اصلاح ساختار نشاسته انجام شده است. سپس، از پلی(پلی(اتیلن‌گلایکول) متاکریلات) (PEGMA) به عنوان پلیمر اصلاح‌کننده نشاسته به روش پلیمریزاسیون رادیکالی استفاده شده است. سپس، کوپلیمر سنتزشده جهت تهیه الکترولیت جامد پلیمری (SPE) استفاده شده است. از طرف دیگر، با افزودن متیلن‌بیس(آکریل‌آمید) (MBA) به‌عنوان عامل شبکه‌ای‌کننده، پلیمر شبکه‌ای تهیه شد که بعد از تورم در مایع الکترولیت، به‌عنوان الکترولیت ژل‌پلیمری (GPE) مورد بررسی قرار گرفت. آزمون‌های FTIR، NMR، CHNS و XRD جهت بررسی ساختار و DSC و TGA برای بررسی خواص حرارتی انجام شدند. الکترولیت‌های سنتزشده از نظر خواص الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفتند. بهترین رسانایی یونیS cm-1 10-3× 3/4 در دمای محیط برای GPEها و S cm-1 10-4× 2/2 برای SPEها حاصل شد. همچنین، عدد انتقال یون 8/0 و 9/0 برای نمونه‌ها به دست آمد. پنجره پایداری الکتروشیمایی 9/4-5/4 ولت، پایداری الکتروشمیایی این الکترولیت‌ها را در بازه کاربردی اکثر باتری‌ها تضمین می‌کند.
The idea of replacing liquid electrolytes with polymer electrolytes has been successful and the development of these electrolytes has provided acceptable results. By starting to use natural polymers in polymer industry and also properties of starch, we can say that this material can be one of the most important candidates for polymer matrix in electrolytes. In this research, starch has been investigated as a polymer electrolyte. At first, the oxidation process was carried out to modify the starch structure. Then, PEGMA was used as a modifying polymer. Radical polymerization grafted PEGMA on the main chain of starch, then the synthesized copolymer was used to make SPEs. Moreover, by adding MBA as a cross-linking agent, a cross-linked structure was made and yield GPE after swelling in liquid electrolyte. FTIR, NMR, CHNS, and XRD analyses were conducted to investigate structural properties of samples and DSC and TGA analyses were performed to study thermal properties. The synthesized electrolytes were investigated in terms of electrochemical properties. The best ionic conductivity of 4.3 x 10-3 S cm-1 at room temperature was obtained for GPEs and 2.19 x 10-4 S cm-1 for SPEs. The ion transfer number of 0.8 and 0.9 confirmed the compatibility of the electrolytes with the electrode. The electrochemical stability window of 4.4-4.9 V guarantees the electrochemical stability of these electrolytes in the application of batteries.
Study of ionic conductivity behavior of starch-based electrolytes
باتری یون لیتیوم
الکترولیت پلیمری
نشاسته
نشاسته اکسیدشده
باتری یون لیتیوم، الکترولیت پلیمری، نشاسته، نشاسته اکسیدشده
Polymer electrolytes, Li-ion battery, Starch, Oxidized starch
حاجیان، زهرا
سلامی کلجاهی
رضوانی مقدم
روغنی ممقانی
، مهدی
، امیر
، حسین
استاد راهنما
استاد راهنما
استاد مشاور
صنعتی سهند
ایران
دانشگاه صنعتی سهند
پلمیر، ۶۰۳۹۷، ۱۴۰۱
p
TF
92029
a
Y
