به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، صبا زمردی دانش آموخته دکتری با هدایت و راهنمایی پیروز مرعشی و زهرا صادقیان از اعضای هیئت علمی این دانشگاه و پژوهشگاه صنعت نفت، طرحی را با عنوان «بررسی تأثیر دوپینگ قلع (Sn⁴⁺) در نانوکامپوزیت Li₂FeSiO₄/گرافن دوپشده با نیتروژن بر خواص الکتروشیمیایی باتریهای لیتیوم-یون» را اجرایی کردند.
زمردی با اشاره به کاربردهای وسیع باتریهای لیتیوم-یونی گفت: این باتریها امروزه در خودروهای برقی، تجهیزات الکترونیکی و ذخیره انرژی نقش حیاتی دارند ولی یکی از مشکلات اصلی این باتریها، ظرفیت محدود و ناپایداری ساختار کاتد در طول شارژ و دشارژ است.
وی افزود: مواد پایه سیلیکات آهن (LFS) به دلیل پایداری بالا و قیمت پایین فلزاتشان بسیار جذاباند، اما رسانایی پایین الکتریکی و یونی، عملکرد آنها را محدود میکند. از این رو این تحقیق هدف این تحقیق رفع این مشکل با اصلاح ساختار کاتد از طریق دوپینگ قلع و ترکیب با گرافن دوپشده با نیتروژن بوده است تا هم ظرفیت باتری و هم پایداری آن در طول دفعات شارژ و دشارژ افزایش یابد.
زمردی با اشاره به نتایج به دست آمده از این تحقیق اظهار کرد: این پژوهش موفق شد ظرفیت و پایداری چرخهای کاتد LFS را بهصورت چشمگیری افزایش دهد. استفاده از دوپینگ همزمان قلع و گرافن نیتروژندار در کاتد LFS به عنوان یک هنر مهندسی بهبود ساختار، باعث افزایش رسانایی الکتریکی و تسهیل انتقال یونهای لیتیوم شد.
به گفته وی اهمیت این طرح در آن است که میتواند مسیر را برای ساخت کاتدهای بومی با عملکرد بالا هموار کند و در آینده برای تجاریسازی باتریهای لیتیومیونی ایرانی با هزینه کمتر و کارایی بالاتر و تولید اسانتر مورد استفاده قرار گیرد.
این دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اشاره به روند اجرای این طرح خاطر نشان کرد: ابتدا ماده فعال کاتدی با ترکیبات اولیه شامل نمک لیتیوم و ترکیبات آهن با روش ساده و سریع حالت جامد سنتز شدند و دوپاند قلع در جایگاه مهندسی شده ساختار دوپ شد. سپس نانوکامپوزیت حاصل با گرافن دوپشده با نیتروژن ترکیب شد تا ساختار رسانای یونی و الکترونی اصلاح شده ایجاد شود.
زمردی با بیان اینکه در مرحله بعد، نمونهها با دستگاههای مشخصه یابی دقیق همچون XRD، SEM، FTIR، و XPS و Raman و.؛ و آزمونهای الکتروشیمیایی …
