اثر کامپوزیت پلی‌آنیلین/گرافیت بر کارایی باتری قابل شارژ روی – پلی‌آنیلین

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 1، دوره 9، شماره 3، آذر 1394، صفحه 5-16   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

محمد صفی رحمانی فر^{* 1}؛ سید مرتضی موسوی خوشدل²؛ یاسر شه بخش³

¹استادیار شیمی تجزیه، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

²استادیار شیمی فیزیک، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

³کارشناس ارشد شیمی فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش، کامپوزیت پلی‌آنیلین/گرافیت به روش شیمیایی در دمای 5 درجه سانتی‌گراد سنتز و با روش‌های FT-IR، رامان، BET و SEM موردبررسی قرار گرفت. کامپوزیت سنتز شده به‌عنوان ماده فعال به شکل‌های مخلوط و کامپوزیت با گرافیت در باتری قابل شارژ در اندازه قلمی با الکترولیت آبی و آند از جنس روی مورداستفاده قرار گرفت. باتری‌های ساخته شده با روش جریان ثابت در گسترده‌ی ولتاژی 1700 الی 400 میلی ولت با چگالی جریان 125 میلی‌آمپر بر گرم تغذیه و تخلیه شدند. نتایج نشان داد که در کامپوزیت پلی‌آنیلین/گرافیت برهم‌کنش پلیمر با گرافیت نسبت به مخلوط آن افزایش‌یافته درحالی‌که مساحت سطح کامپوزیت نسبت به پلیمر کاهش‌یافته است. کاربرد کامپوزیت پلی‌آنیلین/گرافیت در باتری سبب کاهش مقاومت درونی باتری نسبت به مخلوط پلی‌آنیلین-گرافیت شده است و چگالی ظرفیت مواد کاتدی باتری تا حد 7/86 میلی‌آمپر ساعت بر گرم پلیمر (حدود 30% مقدار نظری) هم‌چنین چگالی انرژی، 101/44 وات ساعت بر کیلوگرم افزایش یافت. این در حالی است که چگالی ظرفیت باتری در طی 100 چرخه تغذیه تخلیه کامل تنها 39% کاهش یافت. در مقابل باتری با مواد کاتدی مخلوط پلی آنیلین و گرافیت به ترتیب چگالی ظرفیت و انرژی 73/8 میلی‌آمپر ساعت بر گرم پلیمر و 71/58 وات ساعت بر کیلوگرم پلیمر نشان داد. ولتاژ میانگین باتری با مواد فعال کامپوزیت 1170 میلی‌ولت و برای باتری با مواد فعال مخلوط 970 میلی ولت بود.

کلیدواژه‌ها

باتری قابل شارژ؛ پلیمر رسانا؛ پلی‌آنیلین؛ کامپوزیت؛ مواد فعال قطب مثبت