بررسی خواص الکتریکی و دی الکتریک نانوکامپوزیت های بر پایه پلی(اتیلن اکسید) برای کاربرد در باتری های لیتیم-یونی

فرضیه: ساخت نانوکامپوزیت های پلیمری بر پایه مخلوط پلی( اتیلن اکسید) (PEO) و پلی( وینیلیدن فلوئورید) (PVDF) دارای نانوصفحه های گرافن، با هدف بهبود سازگاری پلیمرها و افزایش رسانندگی الکتریکی برای کاربرد در غشاهای الکترولیتی باتری های لیتیمی، می تواند به تولید موادی با خواص الکتریکی و دی الکتریک برتر منجر شود.روش ها: فیلم های نانوکامپوزیتی دارای درصدهای مختلف وزنی PEO و PVDF و مقدار ثابت %۰.۵ وزنی نانوصفحه های گرافن، با روش ریخته گری محلولی تهیه شدند. ارزیابی عملکرد الکتریکی نمونه ها با طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محدوده بسامد ۱۰Hzتا ۱۰MHz و در دمای محیط انجام شد و خواص رسانایی، دی الکتریک و مدول دی الکتریک بررسی  شد.یافته ها: رسانایی جریان متناوب (AC) در بسامدهای زیاد از قانون توانی Jonscher پیروی کرد. بیشترین مقدار رسانایی جریان مستقیم (DC) در دمای محیط مقدار (S/m) ۱۰-۹×۲.۸۲برای نانوکامپوزیت دارای %۶۰ وزنی پلی( اتیلن اکسید) محاسبه شد که به کاهش مقدار بلورینگی جزء پلی (اتیلن اکسید) و افزایش حجم آزاد نمونه نسبت داده شده است. نتایج این مطالعه نشان داد، درصد وزنی پلی( اتیلن اکسید) نقش تعیین کننده ای در خواص دی الکتریک و رسانایی نانوکامپوزیت های بر پایه PEO/PVDF  داشت. نمونه های دارای بیش از %۵۰ وزنی PEO، با داشتن مقادیر ثابت دی الکتریک بزرگ در بسامدهای کم و نمایش یک قله مشخص در ضریب اتلاف و مدول الکتریکی، رسانایی یونی بیشتری را نشان دادند. تحلیل مدول الکتریکی موید ماهیت یونی این مواد بود و نشان داد، افزایش مقدار PEO، دینامیک یونی و حرکت حامل های بار را آسان می کند که به کاهش زمان آسایش و در نتیجه افزایش رسانایی الکتریکی منجر می شود. یافته ­ها بیانگر ساخت و تولید موفق فیلم­ های نانوکامپوزیتی پلی(­اتیلن اکسید)/پلی­(وینیلیدن فلوئورید/گرافن) با خواص الکتریکی و دی الکتریک بهبودیافته با قابلیت استفاده در دستگاه­ های ذخیره­ سازی انرژی، به ویژه الکترولیت های پلیمری جامد در باتری های لیتیمی است.

کلیدواژه ها:

پلی اتیلن اکسید ، آمیزه ، نانوکامپوزیت پلیمری ، خواص الکتریکی ، امپدانس الکتروشیمیایی