2. eksperymentalne

2.1. przygotowanie i testowanie komórek

węglan etylenu (EC), węglan propylenu (PC), dme,tri(glikol etylenowy) eter dimetylowy (i.e.,triglime), di(glikol etylenowy) di- Eter n-butylowy (i.e. butyl diglyme, BDG), i bis(trifluorometylosulfonylo)imid litu (litfsi) (wszystkie w gatunku baterii) zostały zakupione od novolyte technologies.dmso,trietyl fosforan (tepa) , 1-butylo-1-metylopirolidium bis(tri-fluorometylosulfonylo)imid (pyr14tfsi) , i sita molekularne 4A zostały zamówione w sigmaealdrich . sebakonitryl zakupiono w Acros organics . folia litowa (99 .9%, 0.75-mm grubości) uzyskano z alfa aesar. wszystkie rozpuszczalniki nie stosowane w bateriach zostały wysuszone z nadmiarem wstępnie wysuszonych sit molekularnych 4A przez kilka dni przed użyciem.elektrolity 1 W środku przygotowano M litfsi w różnych rozpuszczalnikach próżnia pudełko na rękawiczki（ xiamen TMAXCN inc.） wypełniony oczyszczonym argonem, w którym zawartość wilgoci i tlenu była mniejsza niż 1 ppm .

elektrody powietrzne na bazie węgla ketjen black (KB) przygotowano jak opisano wcześniej [20. dupont teflon Żywica fluoropolimerowa ptfe-te3859 została użyta jako spoiwo ,, a stosunek wagowy węgiel:teflon po wysuszeniu wynosił 85:15 . ładunek węgla KB w końcowej elektrodzie był kontrolowany na poziomie około 15 . 1 mg cm2 ,, a dyski kb-aireelektrody miały średnicę 1.59 cm i powierzchnię 1.98 cm2.

baterie litowo-o2 typu pastylkowego o rozmiarze 2325 zostały zamontowane w schowku na rękawiczki mbraun, jak opisano we wcześniej opublikowanych dokumentach [3,21. zestawy ogniw pastylkowych 2325 zostały zakupione od National Research Council Canada (CNRC),, a miski ogniw zostały wywiercone maszynowo z dziewiętnastoma otworami 41.0 mm w równomiernie rozłożonym wzorze, aby umożliwić dostęp tlenu. ogniwa zostały zbudowane przez nakładanie warstw, w kolejności, następujące elementy: elektroda powietrzna na ogniwie patelnia, kawałek materiału separatora (o średnicy 2.06 cm, whatman GF/D bibuła filtracyjna z mikrofibry szklanej), 280 ml elektrolitu, dysk litowy (średnica 1.59 cm ), przekładka ze stali nierdzewnej (grubość 0.5 mm, z materiałów pred), oraz osłona ogniwa monetowego z uszczelką polipropylenową. całość została zaciśnięta na ciśnienie gazu 200 psi przy użyciu a zaciskarka do monet zakupiony od xiamen TMAX urządzenia akumulatorowe ograniczone . nadmiar elektrolitu został odprowadzony z ogniw przez okienka dyfuzyjne O2 podczas zaciskania .

każda bateria pastylkowa li-o2 została umieszczona w pojedynczym 226 cm3

teflonowy pojemnik, który został napełniony oczyszczonym tlenem pod ciśnieniem około 1 atm. akumulatory zostały rozładowane w temperaturze pokojowej Xiamen tmax tester bateriiat stała gęstość prądu od 0.05 ma cm2 do 2.0 V, a następnie poniżej stałe napięcie, aż gęstość prądu zmniejszy się do 0.01 ma cm2. po rozładowaniu, ogniwa li-o2 zostały zdemontowane w schowku,, a elektrody powietrzne zostały dokładnie kilkakrotnie przemyte przez zanurzenie w świeżym bezwodnym DME przez co najmniej 1 godzinę za każdym razem . po umyciu , komórki suszono przez noc pod próżnią w temperaturze pokojowej .

3. wyniki i dyskusja

3.1. właściwości elektrolitu i wydajność rozładowania

biorąc pod uwagę reaktywność metalicznego litu z protonowym organicznym rozpuszczalniki i otwarty charakter systemów akumulatorów Li-O2 lub Li-Air, rozpuszczalniki do tego badania zostały wybrane z aprotonowej cieczy organicznej

związki o stosunkowo wysokich temperaturach wrzenia (e.g.,>180 C) zmniejszają utratę rozpuszczalnika poprzez parowanie przez otwory dyfuzyjne tlenu na etui na monety zakupiony od xiamen TMAX urządzenia akumulatorowe ograniczone . litfsi został wybrany jako solute, ponieważ ma lepszą odporność na wilgoć i ciepło niż lipf6. tabela 1wymienia wartości lepkości,przewodności jonowej,i rozpuszczonego tlenu w temperaturze pokojowej.0M litfsi elektrolitów z wybranymi układami rozpuszczalników.tlen dane dotyczące rozpuszczalności mierzone wieloparametrowym miernikiem Oakton serii 650 były nieco niższe niż rzeczywiste wartości, jak skomentowali ein-eli i Kraytsberg[23,, ale są one wymienione w tabeli 1 tylko dla porównania względnego. profile rozładowania w funkcji zdolności rozładowania akumulatorów litowo-o2 przy użyciu różnych elektrolitów przy prądzie rozładowania 0.05 ma cm2, oraz dane dotyczące pojemności rozładowania są zestawione w tabeli 1 dla łatwego porównania. wydajności rozładowania baterii teionowych ciecz pyr14tfsi przy 0.02 ma cm2 jest również uwzględniona na rys.. 1 dla porównania. skoki w górę na krzywych wyładowania dmso i pyr14tfsi (przy 0.02 ma cm2).