Lityum iyon piller için ayırıcı olarak magnezyum borat takviyeli PVDF-HFP kompozit membranın elektro-eğirme yöntemi ile hazırlanması ve karakterizasyonu

Ülkemizdeki bor kaynaklarının etkili bir şekilde kullanılması ve üretim teknolojilerinin geliştirilmesi açısından büyük önem teşkil etmektedir. Bu çalışmada, bor bileşikleri arasında endüstriyel alanda kullanımı giderek artmakta olan bor ve magnezyum bileşikleri fiber formunda sentezlenmiş ve kompozit malzemelerde mekanik dayanımı arttıracağı ön görülerek Magnezyum Borat takviyeli nanofiber-kompozit malzeme ile PVDF-HFP birleşiminin Lityum İyon pillerin separetör yapımında kullanılmasıyla termal ve mekanik özelliklerin iyileştirilmesi amaçlanmıştır.Magnezyum Borat ve PVDF-HFP kopolimeri kullanılarak fiber oluşumu için elektro-eğirme yöntemi kullanılmıştır.DMF/Aseton çözücüsü içine saf PVDF-HFP'den oluşan, %2,5 Magnezyum %97,5 PVDF-HFP, %5 Magnezyum Borat %95 PVDF-HFP içeren 3 farklı film oluşturulmuştur.Farklı oranlarda hazırlanan PVDF-HFP/Magnezyum Borat çözeltilerinin fiber yapısında mekanik, morfolojik, kristallografik yapısı ve pil yapısındaki özelliklerini incelemek için Taramalı Elektron Mikroskobu(SEM), X-ışını kırınımı(XRD) ve pil testlerine tabii tutulmuştur. SEM görüntüleri sonucunda DMF/Aseton içinde ağırlıkça %5'lİk bir PVDF-HFP çözeltisinin içine Magnezyum Borat katkısı lif çapında artışa sebep olmuştur. Daha fazla bir oranda boncuklu lif yapısı oluşabileceği SEM görüntüsünde de belli belirsiz görülmektedir. Çözeltideki PVDF-HFP miktarını artırarak Magnezyum Borat katkısının azaltılması (ağırlıkça %2,5) viskoziteyi azaltarak, elektro-eğirme jetini stabilize eder ve boncuksuz nanolif oluşumununun %5lik konsantrasyona göre daha homojen bir yapının oluşmasına sebebiyet vermiştir.Saf PVDF-HFP'nin ağırlık yüzdesinin varlığı, nanoliflerin çapını azalttığı görülmüştür. Hazırlanan piller üzerinde CV (Döngüsel voltametri) testleri yapılarak pillerin indirgenme ve yükseltgenme pikleri belirlenmiştir. Kontrol pilinin anodik ve katodik piklerinin keskin ve anodik yükseltgenme piki potansiyeli 3.7 V ve katodik indirgenme piki 3.1 V bulunmuştur. PVDF-HFP pilinin anodik ve katodik piklerinin Kontrol piline göre anodik yükseltgenme piki potansiyeli 3.9 V ve katodik indirgenme piki 2.95 V bulunmuştur. PVDF-HFP-2.5% pilinin, %2.5 Mg Borat eklenmesiyle anodik ve katodik piklerinin PVDF-HFP piline göre biraz daha keskin ve anodik yükseltgenme piki potansiyeli 3.8 V ve katodik indirgenme piki 3.0 V bulunmuştur. PVDF-HFP-5% pilinin, %5 Mg Borat eklenmesiyle anodik ve katodik piklerinin PVDF-HFP-2.5% piline göre biraz daha keskin ve anodik yükseltgenme piki potansiyeli 3.7 V ve katodik indirgenme piki 3.2 V bulunmuştur.