بررسی عملکرد الکترولیت‌های پلیمری بر پایه پلی‌وینیلیدن‌ فلوئورید (pvdf) در باتری‌های یون لیتیم

پلیمر پلی‌وینیلیدن فلوئورید (pvdf) پلیمری نیمه‌بلوری است که به‌علت ویژگی‌های مطلوبی چون خواص دی‌الکتریکی عالی، استحکام مکانیکی مناسب، پایداری گرمایی زیاد، مقاومت شیمیایی خوب و همچنین قابلیت تشکیل غشا به‌طور گسترده در پژوهش‌های علمی و فرایندهای صنعتی استفاده می‌شود. غشاهای pvdf کاربردهای متنوعی در زمینه تصفیه آب، جداسازی گاز و نیز به‌عنوان جداساز و الکترولیت پلیمری در باتری یون لیتیم دارند. جداساز استفاده‌شده در باتری یون لیتیم باید دارای ضخامت کم و اندازه تخلخل و منافذ مناسب با استحکام مکانیکی خوب باشد. الکترولیت پلیمری بر پایه pvdf به‌علت پایداری الکتروشیمیایی در باتری یون لیتیم به‌عنوان ماده مناسبی برای ساخت جداکننده‌ها استفاده می‌شود. با وجود این، پلیمر pvdf خالص استفاده‌شده در آماده‌سازی الکترولیت پلیمری ممکن است باعث ایجاد اتصال کوتاه شود که بر عملکرد باتری اثر می‌گذارد. آمیخته‌سازی با سایر پلیمرها و افزودن پرکننده‌های معدنی و نانوذرات از روش‌های موثر برای بهبود عملکرد الکترولیت‌های پلیمری هستند. در این مقاله، الکترولیت‌های پلیمری بر پایه pvdf و الزامات عملکردی آن‌ها بررسی شده است. همچنین، روش‌های ساخت این الکترولیت و راهکارهای شناخته‌شده برای بهبود ویژگی‌های مکانیکی و الکتروشیمیایی آن‌ها شرح داده شده است. افزون بر این، رسانندگی یونی و عملکرد الکتروشیمیایی باتری یون لیتیم بر پایه pvdf نیز بحث می‌شود.

Performance of Polymer Electrolytes Based on Polyvinylidene Fluoride (PVDF) in Lithiumion Batteries

Polyvinylidene fluoride (PVDF) is a semicrystalline polymer which has been extensivelyapplied in scientific research and industrial processes owing to its desirable featuressuch as excellent dielectric properties, suitable mechanical resistance, high thermal stability,good chemical resistance. PVDF membranes can be applied in a wide range of applicationsincluding waste water treatment, gas separation, and separator and polymer electrolyte inlithium ion batteries. PVDFbased polymer electrolytes in lithium ion batteries should havelow thickness as well as an appropriate porosity with good mechanical strength and highelectrochemical stability. Applying pristine PVDF based polymer electrolytes may causeinternal short circuit which will influence the performance of the Liion batteries. BlendingPVDF with other polymers and incorporation of inorganic fillers have been considered aseffective methods to improve the performance of PVDFbased electrolytes. In this paper,PVDFbased electrolytes and their performance requirements have been investigated. Thefabrication methods of PVDF membranes and the known strategies which are applied toimprove their mechanical and electrochemical characteristics have also been described.Furthermore, the ionic conductivity and electrochemical performance of PVDFbasedlithiumion batteries are discussed.