تاثیر کاتد اصلاح شده با نانوکاتالیزور کربن/CuFe2O4 و الکترولیت 1-هگزیل-3-متیل ایمیدازولیوم کلراید ([Hmim][Cl]) بر عملکرد و طول عمر باتری لیتیم-هوا

هدف این کار، ساخت باتری لیتیم-هوا با کارایی بالا، طراحی ساده و ارزان قیمت است. در این طراحی، از نانوکاتالیزور بر پایه کربن/CuFe2O4، با اندازه ذرات حدود 30 نانومتر، به منظور اصلاح کاتد باتری، استفاده شد. به منظور افزایش ایمنی، طول عمر و ظرفیت دشارژ باتری، از مایع یونی 1-هگزیل-3-متیل ایمیدازولیوم کلراید [Hmim][Cl]، به عنوان الکترولیت با رسانایی و پایداری حرارتی بالا، استفاده شد. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی نانوکاتالیزور، به کمک طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، آنالیز وزن سنجی حرارتی (TGA)، پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، تعیین شد. ظرفیت دشارژ باتری در دانسیته جریان mA/cm 1/0، برای باتری بدون و با کاتالیزور، به ترتیب، mAh/g 528 و mAh/g 677، بدست آمد. تعداد چرخه های شارژ/دشارژ باتری دارای نانوکاتالیزور، نسبت به باتری بدون آن، به طور قابل ملاحظه ای (تا 1000 چرخه)، افزایش یافت. پایین بودن فشار بخار (نقطه جوش> °C 350) و بالا بودن میزان پایداری گرمایی (پایداری در برابر تجزیه شدن) الکترولیت، سبب افزایش طول عمر باتری می شود. پایین بودن میزان اضافه پتانسیل نیز از دیگر مزایای باتری طراحی شده است.