(2-okso-1,3-dioksolan-4-il)metil yan gruplar içeren poli(etilen glikol)-borat ester polimer elektrolitler

Abstract

Borik asidin bir lityum tuzu varlığında farklı zincir uzunlukların da bir diol (poli(etilen glikol)-PEG(4000, 1000, 600, 400, 200) ve halkalı karbonat içeren bir alkol (gliserol karbonat-GC) ile sentezi sonucunda yeni bir katı polimer elektrolitler (KPE) başarılı bir şekilde hazırlanmıştır. Hedeflenen borat ester bazlı polimer elektrolitlerde en ideal polimer elektrolit yapısının PEG600 ile hazırlanabileceği belirlenmiştir. Bunun ardına PEG600 ile farklı tuzlarla (CF3SO3Li, (CF3SO3)2NLi ve LiPF6) ve değişik tuz oranlarında (etilen oksit (EO):Lityum tuzu (Li) = 32, 24, 18, 12) polimer elektrolitler hazırlanmış ve bunların kimyasal ve elektrokimyasal özellikleri karşılaştırılmıştır. En yüksek oda sıcaklığı iyon iletkenliği değeri (CF3SO2)2NLi tuzu içeren polimer elektrolit ile EO:Li=24:1 tuz oranında 2,39x10-5 S/cm olarak bulunmuştur. Ayrıca EO:Li=24:1 tuz oranında farklı lityum tuzları içeren polimer elektrolitlerin siklik voltomogramların da, polimer elektrolitlerin Li+/Li referans elektrotuna karşı 5V'a kadar kararlı davrandığı bulunmuştur.

New solid polymer electrolytes (SPE) were successfully prepared by reacting boric acid in the presence of a lithium salt with a diol in varying chain lengths (poly(ethylene glycol)-PEG(4000, 1000, 600, 400, 200) and an alcohol containing cyclic carbonate (glycerol carbonate–GC). Among the target borate ester based polymer electrolytes, it was found that the optimum polymer electrolyte system was prepared by PEG600. After that series of polymer electrolytes in the presence of different salts (CF3SO3Li, (CF3SO3)2NLi and LiPF6) and varying salt rations (ethylene oxide (EO):Lithium salt (Li) = 32, 24, 18, 12) were prepared with PEG600 and their chemical and electrochemical properties were compared. The highest room temperature ionic conductivity value was found to be 2.39x10-5 S/cm with polymer electrolyte containing (CF3SO2)2NLi) salt at EO:Li=24:1 salt ratio. Furthermore, the cyclic voltammograms of the polymer electrolytes containing different lithium salts at EO:Li=24:1 salt ratio showed that they were stable up to 5V against the Li+/Li reference electrode.