Polifosfazen Temelli Katot Malzemelerinin Hazırlanması ve Şarj Edilebilir Bataryalarda Kullanılabilirlik Potansiyellerinin Araştırılması

Abstract

Taşınabilir elektronik cihazların dikkat çekici gelişimi, yüksek güç ve enerji yoğunluğuna sahip şarj edilebilir pil ihtiyaçlarına olan ihtiyacı arttırmıştır. Günümüzde kullanılmakta olan lityum-iyon piller, NiMH, NiCd veya kurşun asitli pillerle karşılaştırıldığında yüksek enerji, güç yoğunluğu ve çevrim yeteneği nedeniyle bu ihtiyacı karşılayacak en iyi adaydır. Li-iyon piller çoğunlukla inorganik esaslı elektroaktif katot materyali, yani geleneksel lityum oksitlerinden oluşmaktadır. Bununla beraber pillerin enerji yoğunluğu ve kapasitesinin ana sınırlayıcı faktörü, katot malzemesi olarak kullanılan geçiş metal oksitler olup, aynı zamanda kullanılan ağır metallerin toksisitesi ve metal kaynaklarının azlığı nedeniyle de problemlidirler. Bu nedenle, Li-ion piller için yeni çevre dostu ve hızlı şarj deşarjlı katot malzemeleri geliştirilmesi oldukça önemlidir. Şarj edilebilir lityum iyon pillerin inorganik katot aktif maddelerine alternatif bir diğer bir sınıfı, redoks aktif ve kararlı radikal polimerlerdir. Bu proje kapsamında ilk kez radikalik azot-oksit grubu taşıyan bir seri polifosfazen bileşikleri sentezlenip, şarj edilebilir lityum iyon bataryalarda katot aktif madde olarak kullanılabilirlik potansiyelleri araştırılmıştır. Katot malzemeleri olarak hazırlanan inorganikorganik hibrid sistemlerin oldukça iyi bir elektrokimyasal performans, devir sayısı ve yüksek kapasiteye sahip olduğu görülmüş olup alternatif bir katot-aktif malzeme olarak kullanılabileceği önerilmiştir. Ayrıca proje kapsamında geliştirilen sentetik strateji, yalnızca polifosfazenler için değil aynı zamanda diğer makromoleküler sistemlere de uygulanabilir olabileceği ve etkili katot-aktif maddelerin geliştirilmesine imkân sağlayabileceği öngörülmektedir.