2. Экспериментальный

2.1. Электролит и подготовка электродов

Этиленкарбонат (EC), пропиленкарбонат (PC), диметилкарбонат (DMC), этилметилкарбонат (EMC), диэтилкарбонат (DEC) и гексафторфосфат лития (LiPF6) были приобретены у Novolyte Technologies. Литиевая фольга (толщиной 0,75 мм) была приобретена у Alfa Aesar. Все химикаты и материалы использовались в том виде, в каком они были получены. Электролиты 1,0 М LiPF6 в монокарбонатных растворителях и смесях карбонатов (ЭК-ЭМК, ЭК-ДЭК, ЭКДМК, все в объемном соотношении 3:7) готовили в вакуумном перчаточном боксе, заполненном очищенным аргоном. LiCr0,05Ni0,45Mn1,5O4 был синтезатор

LiCr0,05Ni0,45Mn1,5O4 был синтезирован путем измельчения в шаровой мельнице смеси Li2CO3, NiO, Cr2O3 и MnCO3 (все фирмы SigmaeAldrich) в стехиометрических количествах в течение 4 ч с последующей термообработкой при 900°С в течение 24 ч на воздухе и дальнейшим отжигом при 700С в течение 8 часов. Подробности о приготовлении и характеристике этого материала сообщались в другом месте [23]. Суспензию LiCr0,05Ni0,45Mn1,5O4, суперпроводящей сажи (SP, от Timcal) и поливинилиденфторида (PVDF, Kynar HSV900, от Arkema Inc.) в растворителе N-метилпирролидона (NMP, от Aldrich). подготовлены и отлиты на алюминиевую фольгу (от All Foils, Inc.). Массовое соотношение LiCr0,05-Ni0,45Mn1,5O4:SP:PVDF составляло 8:1:1, а загрузка активного материала составляла 4 мг см2. После испарения NMP катодный лист прессовали при 3000 фунтов на квадратный дюйм в течение 1 мин, вырезали в виде дисков диаметром 1,27 см, сушат при 110°С в вакууме в течение ночи и хранят в перчаточном ящике. Для сравнения, электродный лист из SP-PVDF (1:1 по весу) также был приготовлен с использованием тех же процедур.

2.3. Электрохимические испытания

Стабильность электрохимического окисления жидких электролитов на различных подложках проверяли с помощью вольт-амперметрии с линейной разверткой (LSV) в стакане (внутри перчаточного бокса), состоящем из трех электродов. Металлический литий использовался как в качестве электрода сравнения, так и в качестве противоэлектрода. Образцы электролита на разных рабочих электродах сканировали от напряжения незамкнутого круга до 6,5 В относительно Li/Li+ со скоростью сканирования 0,1 мВ с-1 с ​​использованием электрохимической рабочей станции CHI 660C (CH Instruments). Циклическая вольтамперометрия (ЦВА) электрода LiCr0,05Ni0,45Mn1,5O4 в трех электролитах обычных карбонатных смесей была проверена на электрохимической станции CHI 1000A (CH Instruments) с использованием металлического Li в качестве противоэлектрода. Образцы сканировали при напряжении 3 В и различных напряжениях отсечки от 4,9 до 5,3 В со скоростью сканирования 10 мВ с-1.

Комплекты батарей типа CR2032 были приобретены у компании Xiamen TMAX Battery Equipments Limited. Крышки негативов, прокладки и корпус монетоприемника были изготовлены из нержавеющей стали 316 (SS-316), а контейнеры позитива — из Alclad SS-316. Бумага Whatman из стекловолокна B (GF/B) диаметром 1,91 см использовалась в качестве сепаратора, поскольку сообщалось, что она стабильна при высоких напряжениях и не имеет проблем смачивания электролитами, содержащими одиночные циклические карбонатные растворители и смесь EC-DMC. 15]. Полуэлементы Li/LiCr0,05Ni0,45Mn1,5O4 с избытком электролита были собраны на электрическом обжимном станке для монетных элементов внутри перчаточного бокса. Элементы циклически циклировали между 3,0 В и различными напряжениями отсечки от 4,9 до 5,3 В при различных токах на тестере батарей Arbin BT-2000 .