2.Экспериментальный

2.1.подготовка и тестирование клеток

этиленкарбонат (EC), пропиленкарбонат (PC), DME, три (этиленгликоль) диметиловый эфир (например, Triglyme), ди (этиленгликоль) ди-н-бутиловый эфир (например, бутилдиглим, BDG) и литийбис (трифторметилсульфонил) имид (литфси) (все в аккумуляторном исполнении) были закуплены у новолит-технологий.ДМСО, триэтилфосфат (TEPa), 1-бутил-1-метилпирролидий бис (три-фторметилсульфонил) имид (Pyr14TFSI) и молекулярные сита 4a были заказаны у sigmaealdrich.себаконитрил был куплен у компании «Акрос органик».литиевая фольга (99,9%, толщина 0,75 мм) была получена из компании alfa aesar.все растворители, не предназначенные для аккумуляторных батарей, были высушены с использованием предварительно высушенных в избытке молекулярных сит 4a в течение нескольких дней перед использованием.электролиты объемом 1 мкл в различных растворителях были приготовлены внутри пылесос бардачок（ xiamen tmaxcn inc.） наполненный очищенным аргоном и в котором содержание влаги и кислорода было менее 1 ppm.

Воздушные электроды на основе углерода ketjen black (kb) были приготовлены, как описано ранее [20].Дюпон тефлон В качестве связующего использовалась фторполимерная смола ptfe-te3859, и массовое соотношение углерод: тефлон после сушки составляло 85:15.содержание углерода kb в конечном электроде контролировали на уровне около 15,1 мг / см2, а диски kb-airelectrode имели диаметр 1,59 см и площадь 1,98 см2.

Li-O2 батареи типа «таблетка» размером 2325 были собраны внутри перчаточного ящика mbraun, как описано в ранее опубликованных статьях [3,21].Наборы 2325 ячеек типа «таблетка» были приобретены в Национальном исследовательском совете Канады (CNRC), а в поддонах для ячеек было просверлено девятнадцать отверстий диаметром 41,0 мм с равномерно распределенным рисунком для обеспечения доступа кислорода.Ячейки были сконструированы путем последовательного наслоения следующих компонентов: диск с воздушным электродом на поддоне ячейки, кусок разделительного материала (диаметр 2,06 см, фильтровальная бумага из стекловолокна whatman gf / d), 280 мл электролита, литиевый диск (диаметр 1,59 см), распорка из нержавеющей стали (толщиной 0,5 мм, от компании Pre Materials) и крышка батарейного отсека с полипропиленовой прокладкой.вся сборка была обжата давление газа 200 фунтов на квадратный дюйм с использованием щипцы для монет куплено у xiamen tmax аккумуляторное оборудование ограничено .Избыток электролита сливался из ячеек через диффузионные окна o2 во время обжима.

каждая таблетка li-o2 помещалась в отдельную батарею емкостью 226 см3.

тефлоновый баллон, заполненный очищенным кислородом под давлением около 1 атм.в батареи разряжались при комнатной температуре на Сямэнь tmax аккумулятор тестерat постоянная плотность тока от 0,05 ма см2 до 2,0 В, а затем ниже постоянное напряжение до тех пор, пока плотность тока не снизится до 0,01 мА см2.после разряда Li-O2 монетные элементы разбирали в перчаточном ящике и несколько раз тщательно промывали воздушные электроды путем погружения в свежий безводный раствор в течение минимум 1 часа каждый раз.после промывания клетки сушили в течение ночи в вакууме при комнатной температуре.

3.Результаты и их обсуждение

3.1.Свойства электролита и разрядные характеристики.

учитывая реакционную способность металлического лития к протонным органическим растворителей и открытости систем li-o2 или li-air, растворители для этого исследования были выбраны из апротонной органической жидкости

соединения с относительно высокими температурами кипения (например,> 180 ° C), чтобы уменьшить потерю растворителя за счет испарения через отверстия для диффузии кислорода на чехол для монетоприемника куплено у xiamen tmax аккумуляторное оборудование ограничено .litfsi был выбран в качестве растворенного вещества, потому что он имеет лучшую устойчивость к влаге и теплу, чем lipf6.В таблице 1 приведены значения вязкости, ионной проводимости и растворенного кислорода при комнатной температуре электролитов литфсиэтиленгликоля 1,0 м с выбранными системами растворителей.данные о растворимости кислорода, измеренные с помощью многопараметрического измерителя серии oakton 650, были немного ниже фактических значений, как прокомментировали Эйн-Эли и Крайтсберг [23], но они перечислены в таблице 1 только для относительного сравнения.инжир.1 показаны профили разряда как функция разрядной емкости Li-O2 аккумуляторов с использованием различных электролитов при токе разряда 0,05 ма см2, а данные разрядной емкости приведены в таблице 1 для удобства сравнения.разрядные характеристики ионной жидкости pyr14tfsi при 0,02 ма см2 также показаны на рис.1 для сравнения.восходящие всплески на разрядных кривых dmso и pyr14tfsi (при 0,02 ма см2)