TR2021018179A2 - Li̇tyum i̇yon pi̇llerde membran olarak arabi̇nogalaktan bi̇yopoli̇meri̇ni̇n kullanilmasi - Google Patents
Li̇tyum i̇yon pi̇llerde membran olarak arabi̇nogalaktan bi̇yopoli̇meri̇ni̇n kullanilmasiInfo
- Publication number
- TR2021018179A2 TR2021018179A2 TR2021/018179A TR2021018179A TR2021018179A2 TR 2021018179 A2 TR2021018179 A2 TR 2021018179A2 TR 2021/018179 A TR2021/018179 A TR 2021/018179A TR 2021018179 A TR2021018179 A TR 2021018179A TR 2021018179 A2 TR2021018179 A2 TR 2021018179A2
- Authority
- TR
- Turkey
- Prior art keywords
- membrane
- ion batteries
- biopolymer
- arabinogalactan
- batteries
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 7
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 6
- 229920000189 Arabinogalactan Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000001904 Arabinogalactan Substances 0.000 claims abstract description 15
- 235000019312 arabinogalactan Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- SATHPVQTSSUFFW-UHFFFAOYSA-N 4-[6-[(3,5-dihydroxy-4-methoxyoxan-2-yl)oxymethyl]-3,5-dihydroxy-4-methoxyoxan-2-yl]oxy-2-(hydroxymethyl)-6-methyloxane-3,5-diol Chemical compound OC1C(OC)C(O)COC1OCC1C(O)C(OC)C(O)C(OC2C(C(CO)OC(C)C2O)O)O1 SATHPVQTSSUFFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims description 2
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 10
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 241000218652 Larix Species 0.000 description 3
- 235000005590 Larix decidua Nutrition 0.000 description 3
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 3
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- -1 galactose sugars Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 2
- 229920000084 Gum arabic Polymers 0.000 description 1
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 description 1
- 241000218653 Larix laricina Species 0.000 description 1
- 235000008119 Larix laricina Nutrition 0.000 description 1
- 229910013260 LiMOx Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000978776 Senegalia senegal Species 0.000 description 1
- JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N [Li].[S] Chemical compound [Li].[S] JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000205 acacia gum Substances 0.000 description 1
- 235000010489 acacia gum Nutrition 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 230000007815 allergy Effects 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- SRBFZHDQGSBBOR-KLVWXMOXSA-N beta-L-arabinopyranose Chemical compound O[C@H]1CO[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-KLVWXMOXSA-N 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000614 phase inversion technique Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000013501 sustainable material Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/107—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/109—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure of button or coin shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/429—Natural polymers
- H01M50/4295—Natural cotton, cellulose or wood
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
Buluş, lityum iyon pillerde, arabinogalaktan biyopolimerin membran olarak kullanılmasıyla ilgilidir.
Description
TARFNAME
LITYUM IYON PILLERDE MEMBRAN OLARAK ARABINOGALAKTAN
BIYOPOLIMERININ KULLANILMASI
TEKNIK ALAN
Bulus, Iityum iyon pillerde, arabinogalaktan biyopolimerin membran olarak
kullanilmasiyla ilgilidir.
ÖNCEKI TEKNIK
Li-iyon piller, yaklasik olarak yirmi yil öncesinden baslayarak, piyasaya
sürülmesiyle kisisel dijital elektronik devriminin güç merkezi olarak kabul edilir.
Günlük yasamindan zaten fark edilmis olabilecegi gibi, mobil elektronik cihazlarin
artan islevselligi her zaman daha yüksek enerji ve güç yogunluguna sahip Li-iyon
piller gerektirir. Li-iyon piller için bir diger önemli genisleyen pazar, yalnizca yüksek
güç, yüksek kapasite, yüksek sarj orani, uzun ömür, ayni zamanda önemli ölçüde
gelistirilmis güvenlik performansi ve düsük maliyetli yeni nesil Li-iyon piller gerektiren
elektrikli ve hibrit araçlardir. Tüketici kullanimi ve elektrikli araçlarin ihtiyaçlarini
karsilamak için yaklasik 100 GW saatlik Li-iyon pillerin gerekli olmasi ve daha sonra
2024 yilindan itibaren Li-iyon pil üretiminde tedarik sikintisinin olusmasi
beklenilmektedir. Ayrica, enerji tedariki ve talebi arasindaki farki düzeltmek için
günes ve rüzgâr gibi yenilenebilir kaynaklardan gelen kesintili ve dalgali enerji
depolamak ve tamponlamak için Li-iyon piller kullanimi da planlanmaktadir. Örnek
olarak, gün içinde üretilen ekstra günes enerjisi, günes isigi bulunmadiginda hem
geceleri enerji saglayacak hem de Li-iyon pillerde depolanabilecektir.
Li-iyon piller, gravimetrik ve hacimsel enerji açisindan diger ticari sarj edilebilir
pillere kiyasla oldukça gelismistir. Ek olarak lityum metal piller, Li-iyon pillerden daha
yüksek teorik enerji yogunluklarina sahip olmalarina ragmen, zayif sarj edilebilirlikleri
ve yanlis kullanimlara karsi hassas olmalari hatta pillerde sadece metal olarak
kullanilmasi sonucunda yangina ve patlamaya neden oldugu bilinen
dezavantajlarindandir. Son zamanlarda, Iityum-hava ve lityum-kükürt piller büyük ilgi
görmektedir. Li-hava ve Li-sülfür piller konusunda umut verici bir ilerleme
saglanmistiri ancak Li-iyon pillerle karsilastirilabilecek güvenilir performanslar elde
etmek için bu teknolojileri tam olarak gelistirmenin yirmi yil sürebilecegi, Li-iyon
pillerin, sunduklari avantajlardan ötürü en azindan önümüzdeki on yil boyunca sarj
edilebilir pil pazarinda hâkim olmaya devam etmesi beklenilmektedir. Ek olarak Li-
iyon piller esnek tasarimli olduklarindan kullanildiklari cihaz sistemlerinde mevcut
alani verimli bir sekilde sigdirmak için çok çesitli sekil ve boyutlarda
kullanilabilmektedirler. Sarj edilebilen lityum iyon pillerde, hücreler diger pil
sistemlerinde oldugu gibi enerjiyi üretmek ve depolamaktan birincil derece sorumlu
dört ana bilesenden olusmaktadir. Bunlar anot, katot, membran ve elektrolit olarak
siralanabilir. Anot malzeme negatif elektrot, katot ise pozitif elektrot olarak görev alir.
Pozitif elektrotlar genelde tünel veya tabakali yapilara sahip metal oksitlerden
(LiMOx) olusurlar. Negatif elektrot malzemelerde tabakali yapilara sahiplerdir. Bu
yapilar sayesinde hücrenin/pilin sarji ve desarji esnasinda Li iyonlari pozitif ve negatif
elektrotlari arasinda karsilikli olarak hareket edebilmektedir. Bu hareket, yer
degistirme reaksiyonu olarak tanimlanir. Bu reaksiyonda aktif malzemeler anot ve
katot olup lityum için ev sahipligi görevini görürler lityum ise misafir olarak bir
elektrottan digerine göçer. Bu göç esnasinda iyonlar membranin gözeneklerinden
geçerek hareket ederler. Bir süre sonra membran gözeneklerinde tikanmalar
olusmakta ve iyonlarin göçüne engel teskil etmeye baslamaktadirlar. Kullanilan bu
membranlar maliyet açisindan pahali ve çevre açisindan uygun malzemeler
degillerdir. Bu membranlarin barindirdigi dezavantajlarini ortadan kaldiracak, pil
sistemlerinde kullanilabilecek ucuz maliyetli, çevreci ve uzun ömürlü farkli bir
membran arayisi dogmustur.
SEKILLERIN ANLAMI
Sekil 1. Arabinogalaktanin Kimyasal Yapisi
Sekil 2. Arabinogalaktan membranin membran membranin METOT A
döküm metodu (casting solution) ile hazirlanmasinin sematik olarak gösterimi
Sekil 3. Arabinogalaktan membranin membran membranin METOT B
döküm metodu (casting solution) ile hazirlanmasinin sematik olarak gösterimi
BULUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI
Arabinogalaktan, birçok bitkinin yapraklarinda, köklerinde ve sapinda bulunan
dogal bir bilesiktir. ilk olarak 19. yüzyilda karaçamda kesfedilen arabinogalaktani
soguk alginligini önlemeye, enfeksiyonlarla savasmaya ve alerjileri hafifletmeye
yardimci olabilecegi iddialari nedeniyle günümüzde popüler hale gelmistir.
Arabinogalaktan birçok bitkide bulunan dogal bir bilesik ve arap zamki gibi bitki
zamklarinda anahtar bir bilesendir. Bazi bakteri türlerinin yapisal destek için hücre
duvarlarinda arabinogalaktan vardir. Arabinogalaktanin önemli bir ticari kaynagi
Kuzey Amerika karaçam agacidir. Bu agaçtan elde edilen ekstraktlar karaçam
arabinogalaktan olarak adlandirilir. Arabinogalaktan, yüksek kararlilik gibi çesitli
benzersiz özelliklere sahiptir. Bu, kivam arttirici ve stabilize edici bir ajan olarak
yararli olmasini saglamaktadir. Arabinogalaktan bir polisakkarittir, yani birçok küçük
seker molekülünden olusur. Daha spesifik olarak, arabinogalaktan adini, arabinoz ve
galaktoz sekerlerinin uzun zincirlerinden almaktadir. Bu sekerlerin bilesimi, bitki
türüne bagli olarak degisebilir. Örnegin karaçam arabinogalaktan, 6:1 oraninda
galaktoz ve arabinoz içerir.
Arabinogalaktan da yaygin olarak proteinlerle kombinasyon halinde bulunur.
Ek olarak yapisinda bulunan arabinoz ve galaktozun hem ekvatoriyal hem de aksiyel
baginda yer alan OH- iyonlarinin, kati hal membran olusumunda anyonik özellik
katarak camsi geçis sicakligina ulasan biyopolimerler içerisine verilecek elektrolitin
emilme performansini arttirmaya yönelik avantaj saglamaktadir.
Arabinogalaktanin yapisinda birden fazla dallanmis yapi bulundugu için
membran olusumu sirasinda her bir dallanmis yapi kendi içerisinde jelatinimsi bir
yapi olusturmaktadir. Böylece membranin mekanik mukavemetini arttirmakta,
istenilen esnekligi de saglamaktadir. Arabinogalaktan polisakkaritden elde edilecek
membranin asitte tolerans ve yapilarini olusturan birbirlerine ß-(1-3) ve ß-(1-6)
glikozidik baglari ile baglanmis galaktopiranozil ünitelerinin uygun solvent sistemi
içerisinde (uygun çapraz baglayici ajanlar: karboksilik asit, oksidasyon vb. ile) çapraz
baglanarak,
0 Genis sicaklik araliklarinda uygulanabilme,
- Asiri derecede etkili bir emülsiyon stabilizatörü olmasi,
0 Yüksek molekül agirligina sahip olmasindan dolayi kullanim ömürlerinin uzun
olmasi
o Moleküler yapisal sertligi,
- Isi kararliligi,
0 Yüksek desarj kapasitesi,
0 Yüksek iyonik iletkenlik,
- Çapraz baglanmadan dolayi inert özellik gösterip, organik çözücülerle
kullanilabilir olmasi,
o Kati hal membran hazirlanmasi sirasinda yapisina bagli olarak uygun camsi
geçis sicakliginda (ESD-80°C) membran içerisine hapsedilen elektrolitin uzun
vadede islevini yerine getirmesi gibi avantajlar saglamaktadir.
Dogal polimer sinifinda olan arabinogalaktanin; uzun Zincirli ve dallanmis
yapida dogal bilesen olmasi gözenek boyutunun ayarlanabilmesi, farkli baglayicilar
ile uygun çözücü içerisinde membran olarak hazirlanmasi gibi kolayliklar
sunmaktadir. Ayrica kolayca çapraz baglanabilen ve protein yapilari nedeniyle pil
sistemlerinde sarj-desarj döngüleri sirasinda yüzeyinde yük birikimi olusturmayacagi
ve uzun ömürlü olacaktir. Patent basvurusuna konu bulus (arabinogalaktanin pil
membrani olarak kullanilmasi) ; yüksek pil performansina katki saglayacak,
sürdürülebilir malzemelerin kullanimina geçis için uygun bir aday oldugu ve enerji
depolama alaninda döngüsel ekonomi çikmazini iyilestirebilecektir.
Bulus, mevcut membranlarin getirdigi dezavantajlari ortadan kaldiracak ve
dogada biyolojik olarak parçalanabilen arabinogalaktan membran sentezlenmis olup,
elde edilen membranin çevreci ve uzun ömürlü olmasinin farkli bir bakis açisi
kazandirmaktadir.
Membran sentezi METOD A
Numune Adi Kullanim Reaksiyon Sicakligi
Miktari
Diklorometan(DCM) ve türevleri %0,1-%100 -25- 35°C
Dimetilformamid(DMF)vetürevleri %O,1-%1OO -25-153°C
Membran hazirlanmasi sirasinda kullanilan kimyasallarin kullanim yüzdeleri ve
çözelti hazirlama kosullari
Membran sentezi METOD B
Numune Adi Kullanim Reaksiyon Sicakligi
Miktari
Etil Alkol ve türevleri %0,1-%100 -25- 35°C
Membran hazirlanmasi sirasinda kullanilan kimyasallarin kullanim yüzdeleri ve
çözelti hazirlama kosullari
Yukaridaki tabloda arabinogalaktan membranin hazirlanmasinda kullanilan
kimyasal yüzdeleri ve ayrica reaksiyon ortam kosullari verilmistir. Burada membran 2
farkli metod ile hazirlanmistir.
METOD A: Arabinogalaktan flake, toz ve sivi formda ayri ayri çözeltileri
hazirlanmistir. Hazirlanan çözeltiler içerisine 0-10000 rpm karisim hizi altinda (her bir
form için) Tablo 1 'de verilen DCM/DMF: %0,1-100 çözücü çiftinden belirli oranlarda
eklenilerek karisima devam edilir. Devaminda farkli molekül agirliklarina sahip (1000-
çözeltisi yavas yavas ilave edilerek
farkli sicakliklarda (25-100°C) farkli atmosfer kosullarinda (azot,argon vb) ve farkli
karisim hizlarinda (10-10 000 rpm)reaksiyon baslatilmistir.
homojen olarak ayri bir kapta homojen olana kadar karistirilir(O-1000O rpm). Etil alkol
ve su çözeltisi ayri bir kapta homojen olana kadar karistirilir (0-10000 rpm). Sonraki
asamada hazirlanan EC/PVP çözeltisi alkol-su karisiminin içerisine eklenir. Elde
edilen bulamaç farkli sicakliklarda (25-100°C) farkli atmosfer kosullarinda (azot,argon
vb) ve farkli karisim hizlarinda (10-10 000 rpm)reaksiyon baslatilmistir.
NOT: Azot, Argon vb gibi fakli atmosferler 1-4 ml/dk olacak sekilde reaksiyon
ortamina verilir.
Bulus, hazirlama teknigi emülsiyon polimerizasyonu/ara yüzey
polimerizasyonu/faz inversiyon metodlari prensiplerine göre hazirlanmistir.
Reaksiyon bitiminde hazirlanan karisimlar döküm metodu Dr.blade döküm
aparati ile istenilen kalinliklarda -18°C petri kabina (cam, metal vb.) alinarak farkli
sicakliklarda (-18 - 70 °C), farkli sürelerde (2-72 sa) bekletilerek membran formu elde
0.4.6 Glycosiilic bond
ß-I,3 Glycosidic bond
a-D-Arabinopyranose M HO ß-L-Arabinopyranose
War) ßake, toz ve sivi formda ayri ayri çözeltileri hazirlanir.
Hazirlanan çözeltiler içerisine 0-10000 rpm karisim hizi altinda (her bir
form için) Tablo 1 'de verilen DCM/DMF: %0,1-100 çözücü çiftinden belirli
oranlarda eklenilerek karisima devam edilir.
Devaminda farkli molekül agirliklarina sahip (1 OGG-2.500.000 Da) PVP (m farkli
baglayici türevleri) çözeltisi yavas yavas ilave edilerek farkli sicakliklarda (25-
ve farkli karisim hizlannda
(10-10 000 mm)reaksiyon baslatilir.
homoi'enolarak ayri bir kapta homojen olana kadar karistirilir (0-10000 mm).
Etil alkol ve su çözeltisi ayri bir kapta homojen olana kadar karistirilir (0-10000
Sonraki asamada hazirlanan ECIP'VP çözeltisi alkol-su karisiminin içerisine
eklenir
Elde edilen bulamaç farkli sicakliklarda (25-100°C) farkli atmosfer kosullannda
(gzgggrggg !9) ve farkli karisim hizlarinda (10-10 000 rpmlreaksiyon baslatililir.
Claims (2)
1. Lityum iyon piller için çevre dostu membran olup, özelligi; arabinogalaktan biyopolimeri içermesiyle karakterizedir.
2. istem 1'de bahsedilen arabinogalaktan biyopolimeri olup, özelligi; iyon geçislerini saglamak ve uzun süreli iyon geçis döngüsü ile pilin ömrünü arttirmak için olusturulan dügme/silindirik pil hücresinin içerisinde bulunmasiyla karakterizedir.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TR2021/018179A TR2021018179A2 (tr) | 2021-11-22 | 2021-11-22 | Li̇tyum i̇yon pi̇llerde membran olarak arabi̇nogalaktan bi̇yopoli̇meri̇ni̇n kullanilmasi |
| PCT/TR2021/051349 WO2023091103A1 (en) | 2021-11-22 | 2021-12-03 | Using arbinogalactan biopolymer membrane for lithium-ion batteries |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TR2021/018179A TR2021018179A2 (tr) | 2021-11-22 | 2021-11-22 | Li̇tyum i̇yon pi̇llerde membran olarak arabi̇nogalaktan bi̇yopoli̇meri̇ni̇n kullanilmasi |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TR2021018179A2 true TR2021018179A2 (tr) | 2021-12-21 |
Family
ID=85113985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TR2021/018179A TR2021018179A2 (tr) | 2021-11-22 | 2021-11-22 | Li̇tyum i̇yon pi̇llerde membran olarak arabi̇nogalaktan bi̇yopoli̇meri̇ni̇n kullanilmasi |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| TR (1) | TR2021018179A2 (tr) |
| WO (1) | WO2023091103A1 (tr) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9322133B2 (en) * | 2012-11-30 | 2016-04-26 | Api Intellectual Property Holdings, Llc | Processes and apparatus for producing nanocellulose, and compositions and products produced therefrom |
| US9499637B2 (en) * | 2014-06-23 | 2016-11-22 | Api Intellectual Property Holdings, Llc | Nanocellulose compositions and processes to produce same |
| US10377890B2 (en) * | 2014-06-27 | 2019-08-13 | GranBio Intellectual Property Holdings, LLC | Nanocellulose-polystyrene composites |
-
2021
- 2021-11-22 TR TR2021/018179A patent/TR2021018179A2/tr unknown
- 2021-12-03 WO PCT/TR2021/051349 patent/WO2023091103A1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023091103A1 (en) | 2023-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jiang et al. | Recent progress in solid-state electrolytes for alkali-ion batteries | |
| Yue et al. | Sandwich-like poly (propylene carbonate)-based electrolyte for ambient-temperature solid-state lithium ion batteries | |
| Song et al. | Gel polymer electrolyte based on polyethylene glycol composite lignocellulose matrix with higher comprehensive performances | |
| CN103094611B (zh) | 一种制备离子液体凝胶电解质的方法 | |
| JP7308580B2 (ja) | 改質セルロースをベースとする固体ポリマー電解質、及びリチウム又はナトリウム二次電池におけるその使用 | |
| CN103187559B (zh) | 一种硒-微孔载体复合物,其制备方法和用途 | |
| Zhang et al. | Composite electrolytes based on poly (ethylene oxide) and lithium borohydrides for all-solid-state lithium–sulfur batteries | |
| CN103682361B (zh) | 锂硫电池正极用粘结剂及其在锂硫电池制备中的应用 | |
| CN110212242B (zh) | 一种多孔凝胶聚合物电解质及其制备方法 | |
| CN107732169B (zh) | 锂电池硅基负极材料及其制备方法、电池负极和锂电池 | |
| Ren et al. | Gel polymer electrolyte with high performances based on polyacrylonitrile composite natural polymer of lignocellulose in lithium ion battery | |
| CN103066323A (zh) | 一种无机纳米粒子改性的聚合物电解质及其制备方法 | |
| CN110336037B (zh) | 一种用于锂离子电池负极材料的水系粘结剂及其制备方法 | |
| Feng et al. | A three-dimensional crosslinked chitosan sulfate network binder for high-performance Li–S batteries | |
| CN102244291A (zh) | 一种凝胶态聚合物锂离子电池电解质及其制备方法 | |
| Ponmani et al. | Structural, electrical, and electrochemical properties of poly (vinylidene fluoride-co-hexaflouropropylene)/poly (vinyl acetate)-based polymer blend electrolytes for rechargeable magnesium ion batteries | |
| Kim et al. | Improving the stability of an organic battery with an ionic liquid-based polymer electrolyte | |
| Vineeth et al. | Polymer blend nanocomposite electrolytes for advanced energy storage applications | |
| Zhang et al. | Thiol-ene crosslinked cellulose-based gel polymer electrolyte with good structural integrity for high cycling performance lithium-metal battery | |
| CN111490285B (zh) | 锂硫电池固态电解质膜、其制备方法及锂硫电池 | |
| TR2021018179A2 (tr) | Li̇tyum i̇yon pi̇llerde membran olarak arabi̇nogalaktan bi̇yopoli̇meri̇ni̇n kullanilmasi | |
| Shi et al. | Environment-friendly design of lithium batteries starting from biopolymer-based electrolyte | |
| Almazrou et al. | Electrochemical Performance of Highly Ion-Conductive Polymer Electrolyte Membranes Based on Polyoxide-tetrathiol Conetwork for Lithium Metal Batteries | |
| CN110729514A (zh) | 生物聚合物壳聚糖基复合聚合物固态电解质及其制备方法 | |
| CN113206252B (zh) | 一种大豆蛋白基多功能双链交联硫正极水性粘结剂及其制备方法与应用 |