باتریهای لیتیوم-یونی دنیای مدرن ما را تغذیه میکنند، اما ایمنی و عملکرد آنها به شدت به یک قهرمان ناشناخته وابسته است: جداکننده. این غشاء میکروپورس (میکرو متخلخل) بین الکترودهای مثبت و منفی باتری فاصله ایجاد میکند و در عین حال به یونهای لیتیوم اجازه میدهد آزادانه جریان یابند. پلیمریزاسیون نقش اساسی در ساخت این جداکنندهها دارد و تکنیکی به نام PECVD به عنوان ابزاری نویدبخش برای پیشرفت بیشتر در حال ظهور است. ساختار: قدرت وزن مولکولی بالا جداکننده را مانند یک شبکه از مولکولهای زنجیرهای بلند تصور کنید. پلیمریزاسیون فرآیندی است که طی آن مولکولهای کوچکتر (مونومرها) به این زنجیرههای بزرگ (پلیمرها) پیوند میخورند. برای جداکنندههای باتری، پلیمرهای خاصی مانند پلیاتیلن (PE) ترجیح داده میشوند. کلید موفقیت در وزن مولکولی پلیمر نهفته است. پلیاتیلن با وزن مولکولی بالا (MW) مانند پلیاتیلن با وزن مولکولی فوقالعاده بالا (UHMWPE) شبکهای مقاوم با ویژگیهای برتر ایجاد میکند. مزایای پلیمرهای با وزن مولکولی بالا: افزایش ایمنی: زنجیرههای بلند UHMWPE در دماهای بالا به هم پیچیده میشوند و عملاً ژلی را تشکیل میدهند که تماس الکترودها را مسدود کرده و از خرابی فاجعهبار باتری جلوگیری میکند. افزایش کارایی: شبکه پلیمرهای به هم پیوسته جریان کارآمد یونهای لیتیوم را فراهم میکند در حالی که الکترودها را بهطور فیزیکی جدا نگه میدارد. پایداری حرارتی: پیوندهای شیمیایی قوی در پلیمرهای با وزن مولکولی بالا آنها را در برابر تجزیه در دماهای بالا مقاوم میکند. معرفی PECVD: یک تکنیک دقیق برای پلیمریزاسیون روشهای سنتی پلیمریزاسیون PE برای جداکنندهها از کاتالیزورهای زیگلر-ناتا استفاده میکنند. PECVD یک روش جایگزین ارائه میدهد. این تکنیک از پلاسما، حالتی از ماده با ذرات باردار، برای شروع و کنترل رشد لایه پلیمر مستقیماً بر روی جداکننده استفاده میکند. این امکان کنترل دقیق بر ضخامت، یکنواختی و ترکیب لایه پلیمر را فراهم میآورد. پتانسیل PECVD برای جداکنندههای نسل جدید: PECVD بهخصوص به دلیل توانایی آن در رسوبگذاری مواد جدید بر روی جداکننده هیجانانگیز است. به عنوان مثال، محققان در حال بررسی استفاده از PECVD برای ایجاد لایههای نازک از مواد سرامیکی یا کامپوزیتی هستند. این پوششها میتوانند مزایای زیر را به همراه داشته باشند: بهبود رسانایی یونی: برخی مواد سرامیکی میتوانند حرکت سریعتر یونهای لیتیوم را تسهیل کنند. افزایش پایداری حرارتی: پوششهای سرامیکی میتوانند توانایی جداکننده را برای مقاومت در برابر دماهای بالا بهبود بخشند. استحکام مکانیکی بهتر: مواد کامپوزیتی میتوانند ویژگیهای مکانیکی برتری به جداکننده بدهند.
