Streszczenie rozprawy-mk-pl

Streszczenie rozprawy doktorskiej pt.:
Nowe litowe elektrolity ciekłe i żelowe zawierające
amorficzne mieszaniny węglanu etylenu i poliglikoli etylenowych
Autor: mgr inż. Marta Małgorzata Kasprzyk-Niedzicka
Promotor: Prof. dr hab. inż. Władysław Wieczorek
W ostatnich latach obserwowany jest ciągły wzrost zainteresowania przenośnymi
urządzeniami elektronicznymi, tj. telefony komórkowe, odtwarzacze mp3, aparaty
fotograficzne i wiele innych. Niestety użytkowanie wielu z nich jest znacznie ograniczone
w obniżonych temperaturach. Wynika to przede wszystkim z zastosowanego elektrolitu
w ogniwie litowo-jonowym. Krystalizuje on niekiedy w temperaturach tylko nieznacznie
niższych od 0°C. Krystalizacja elektrolitu powoduje gwałtowne pogorszenie przewodności
elektrolitu.
Może
być
również
przyczyną
mechanicznego
uszkodzenia
elektrod,
co w konsekwencji może prowadzić do zniszczenia całego układu. Niniejsza rozprawa
przedstawia potencjalne rozwiązanie tych niezwykle ważnych problemów.
W ramach niniejszej rozprawy proponowane jest zastosowanie amorficznych
elektrolitów utworzonych z wybranej soli litowej oraz mieszanin węglanu etylenu i poliglikoli
etylenowych.
Obydwa
typy
związków
stosowanych
do
utworzenia
mieszaniny
rozpuszczalników są znane i stosowane w technologii ogniw litowo-jonowych. Ciekłe
mieszaniny węglanu etylenu i poliglikoli etylenowych nie były wcześniej badane, co stanowi
znaczący element nowości niniejszej pracy.
Uzyskane elektrolity amorficzne w zakresie temperatur od ok. -70 do 30°C
nie posiadają jakichkolwiek przejść fazowych. Jedynym przejściem fazowym obserwowanym
w tych układach jest przejście szkliste. Dodatkowo elektrolity te charakteryzują się znacznie
lepszą przewodnością jonową w obniżonych temperaturach, w porównaniu do elektrolitów
ulegających krystalizacji. Badania prowadzono również w celu porównania parametrów
w układach żelowych PVdF-HFP (poli(difluorek winylidenu-co-heksafluoropropylen)). Także
w tym przypadku zaobserwowano korzystne zmiany w przewodności jonowej badanych
elektrolitów w obniżonych temperaturach.
Najważniejszym wnioskiem wynikającym z przeprowadzonych badań jest potencjalna
możliwość zastosowania nowych elektrolitów w ogniwach litowo-jonowych. Otrzymane
elektrolity, ze względu na brak krystalizacji/topnienia w zakresie temperatur od ok.
-70 do 30°C, nie zmieniają w sposób gwałtowny swojej objętości. Dzięki temu możliwe jest
zapewnienie bezpieczeństwa oraz potencjalnie dłuższego czasu życia ogniwa - elektrody
nie są niszczone mechanicznie. Otrzymane elektrolity wykazują stosunkowo wysokie
wartości przewodności jonowej w obniżonych temperaturach. Pozwala to sądzić, że uzyskane
elektrolity będą mogły zostać wykorzystane w przyszłości w urządzeniach działających
w ekstremalnych warunkach temperaturowych. Takie elektrolity mogłyby mieć zastosowanie
np. w sondach kosmicznych, samochodach elektrycznych, stacjach polarnych, a także jako
ogniwa w systemach zasilania awaryjnego.