Kararlı radikal içeren yıldız polimer sentezi ve lityum iyon pillerde elektrot aktif malzeme olarak kullanımı

Abstract

Gelişen teknolojiye paralel olarak taşınabilir elektronik cihazların yaygınlaşması esnek pillerin ve elektrot aktif malzemelerin geliştirilmesini zorunlu hale getirdi. Bu amaca yönelik olarak yakın zamanda geliştirilen anorganik tabanlı pil örnekleri zehirli madde içermeleri, patlayıcı olmaları ve uzun süre kullanımlarından sonra karşılaşılan kapasite kayıpları gibi birçok sorunu bünyesinde taşımaktadır. Temiz enerji uygulamaları ve bu mevcut sorunların ortadan kaldırılabilmesi için organik malzemelerden yapılan pil elektrotları büyük potansiyel taşımaktadır. Bu fikirler ışığında ortaya çıkan Organik Radikal Piller (ORB) çok sayıda şarj-deşarj döngüsü boyunca iyi bir performansla sağladıkları yüksek enerji yoğunluğu ve zehirsiz oluşlarıyla şarj edilebilir pil teknolojisi için yeni ve çok iyi birer adaydırlar [1-2]. Bu çalışmada brom gruplarına sahip bileşik (1) sentezlendi [3] ve 2,2,6,6-tetrametilpiperidin metakrilat monomerinin atom transfer radikal polimerleşmesinde (ATRP) başlatıcı olarak kullanıldı. Elde edilen polimer (2) 3-kloroperoksibenzoik asit (mCPBA) ile etkileştirilerek TEMPO kararlı radikalik gruplarına sahip yıldız polimer (3) sentezlendi ve organik radikal pil çalışmalarında katot aktif malzeme olarak kullanıldı. İletkenliği artırmak için bu polimer grafit-nanotüp gibi malzemelerle karıştırılarak kompozit malzemeler elde edildi ve pil kapasite testleri yapıldı.