У Сюа,∗ , Кан Суб, Вилаянур В. Вишванатана, Силас А. Тауня, Джон С. Хардиа, Цзе Сяоа, Зимин Ниа, Дехонг Хук, Дею Ванга, 1, Цзи-Гуан Чжанга,∗∗

a Управление энергетики и окружающей среды, Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория, Ричленд, Вашингтон 99354, США b Управление датчиков и электронных устройств, Исследовательская лаборатория армии США, Адельфи, Мэриленд 20783, США c Управление фундаментальных и вычислительных наук, Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория, Ричленд , WA 99354, Соединенные Штаты

Что касается исследований платежеспособности и цикличности различных потенциальные разряженные продукты (Li2O2, Li2O, Li2CO3, LEDC и LPDC), моделирующие электроды были разработаны для исследования заряжаемости отдельных продуктов разгрузки. Только один разряженный продукт был использован в одном образце зарядного электрода, чтобы избежать путаницы. вызвано многокомпонентностью. Неактивные материалы, например, с низким содержанием углерод с удельной поверхностью (т.е. углерод SP) и связующее на неводной основе системы (т.е. PVDF в растворе NMP) использовались для упрощения работы, меньшего использования растворителя и отсутствия разложения активного материала по воде. Воздушные электроды SP, предварительно загруженные Li2O2, Li2O, Li2CO3, LEDC и LPDC в качестве активных агентов с Fe3O4 и без него, были приготовлены внутри перчатки MBraun. коробка, наполненная сверхвысокой степенью очистки аргон, где содержание влаги и кислорода было менее 1 ppm. для воздушных электродов, которые не содержали Fe3O4 в качестве катализатора, смесь оксида или соли лития в качестве активного агента и SP в массовом соотношении 1: 1. Для воздушных электродов с Fe3O4 в качестве катализатора снизить перенапряжение Li– Батареи O2 в процессе зарядки, как сообщается Брюсом и соавторами [8], смесь оксида лития или соль, SP и Fe3O4 в массовом соотношении 39,4: 51,3: 9,3. в нашей предыдущей работе [15]. Каждую твердую смесь измельчали ​​в шаровой мельнице в течение 30 мин в высокой энергии Планетарная шаровая мельница приобретено у Xiamen TMAX Battery Equipments Limited. Затем суспензии измельченной в шаровой мельнице твердой смеси и ПВДФ в растворе NMP наносили отдельно на диски из пенопласта Ni размером 1,59 см. диаметром и площадью 1,98 см2. После испарения NMP в прихожей вакуум бардачокприобретенные у Xiamen TMAX Battery Equipments Limited, воздушные электроды дополнительно сушили при 80 ◦ C под вакуумом в течение ночи. В массовое соотношение активный материал / СП / ПВДФ было установлено как 4: 4: 2, или активный материал / SP / Fe3O4 / PVDF при 36,8: 48,0: 8,7: 6,5. В качестве исходной для сравнения, воздушные электроды из SP / PVDF с соотношением 8: 2 по весу и Также были приготовлены SP / Fe3O4 / PVDF в соотношении 84,8: 8,7: 6,5 по массе.

Литий в форме таблеток– Смонтированы батареи О2 типоразмера 2325. внутри перчаточного ящика MBraun, как описано в ранее опубликованном статьи [3,18]. 2325 комплектов монетных ячеек были закуплены в Канаде. Национальный исследовательский совет (CNRC), и поддоны для ячеек были обработаны с помощью 19× Отверстия Ø1,0 мм с равномерным распределением для доступ кислорода. Ячейки были сконструированы путем размещения диска с воздушным электродом на поддоне ячейки, накрыв его куском ПП ПЭS сепаратор был приобретен у Xiamen TMAX Battery Equipments Limited. , добавляя избыток (около 280 л) электролита (1.0 MLiTFSIinPC: ECat соотношение веса 1: 1), поместив литиевый диск диаметром 1,59 см, поместив прокладку из нержавеющей стали толщиной 0,5 мм с материалами Pred Materials и завершив крышкой монетного элемента с полипропиленовой прокладкой. при давлении газа 200 фунтов на квадратный дюйм на пневматический щипцы для монет куплен в Сямыне Аккумуляторное оборудование TMAX Ограниченный и чрезмерный электролит был вытеснен из ячеек за счет диффузии O2 окна при опрессовке.

2.2. Тест и характеристика

Производительность Ли– Круглые батарейки O2 были протестированы в комнате температура на аккумулятор тестер . Тестер батареи был приобретен у Xiamen TMAX Battery Equipments Limited.. Каждая ячейка была помещали в индивидуальный тефлоновый контейнер объемом 226 см3, наполненный очищенным кислородом при давлении чуть выше 1 атм. Рис. 1 представляет собой схематическое изображение. нашей экспериментальной установки. Разряд воздушного электрода КБ был проводится при плотности тока 0,05 мА · см− 2, а глубины разряд (DOD) варьировался с использованием различных значений напряжения отсечки: 2,8 В, 2,7 В, 2,6 В, 2,5 В, 2,4 В, 2,2 В и 2,0 В соответственно. Когда было достигнуто заданное напряжение разряда, разряд продолжался при постоянном напряжении до достижения плотности тока. уменьшился до≤ 0,01 мА · см− 2. Для испытания перезаряжаемости воздушных электродов на основе SP, предварительно загруженных активными частицами литиевой соли, элементы циклически менялись между 4,5 или 4,6 В и 2,0 В после зарядки.