우 쉬아,∗ , Kang Xub, Vilayanur V. Viswanathana, Silas A. Townea, John S. Hardya, Jie Xiaoa, Zimin Niea, Dehong Huc, Deyu Wanga,1, Ji-Guang Zhanga,∗∗

a Energy and Environment Directorate, Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA 99354, United States b Sensors and Electron Devices Directorate, US Army Research Laboratory, Adelphi, MD 20783, United States c 기본 및 계산 과학 이사회, Pacific Northwest National Laboratory, Richland , WA 99354, 미국

서로 다른 충전성 및 순환성에 대한 연구에 관해서는 잠재적 방전 제품(Li2O2, Li2O, Li2CO3, LEDC 및 LPDC), 충전성을 조사하기 위한 모델링 전극 설계 개별 방전 제품. 단 하나의 배출된 제품 혼동을 피하기 위해 하나의 전하 전극 샘플에 사용되었습니다. 다중 구성 요소로 인해 발생합니다. 낮은 등의 비활성 물질 표면적 탄소(즉, SP 탄소) 및 비수계 바인더 시스템(즉, NMP 용액의 PVDF)은 취급이 용이하고 용매 사용이 적으며 활성 물질의 분해가 없음을 위해 사용되었습니다. 물로. Fe3O4가 있거나 없는 활성제로 Li2O2, Li2O, Li2CO3, LEDC 및 LPDC가 미리 로드된 SP 공기 전극은 엠브라운 장갑 내부에 준비되었습니다. 초고순도로 채워진 상자 수분과 산소 함량이 1 ppm 미만인 아르곤 1:1로 준비했습니다. Fe3O4를 촉매로 사용하는 공기 전극의 경우 Li의 과전압을 낮추십시오– 충전 과정에서 O2 배터리는 다음과 같이 Bruce와 동료들이 보고한 [8], 리튬 산화물의 혼합물 또는 39.4:51.3:9.3의 중량비로 염, SP 및 Fe3O4를 다음과 같이 사용했습니다. 우리의 이전 작업에서 [15]. 각 고체 혼합물은 다음을 위해 볼 밀링되었습니다. 고에너지로 30분 유성 볼 밀 Xiamen TMAX Battery Equipment Limited에서 구입했습니다. 그런 다음 볼 밀링된 고체 혼합물의 슬러리와 NMP 용액의 PVDF를 1.59cm 크기의 Ni 폼 디스크에 별도로 코팅했습니다. 직경 및 면적 1.98 cm2. NMP를 증발시킨 후 의 대기실에서 진공 글러브 박스 Xiamen TMAX Battery Equipment Limited에서 구입한 공기 전극은 80도에서 더 건조되었습니다.◦ C에서 밤새 진공 하에. NS 활성 물질/SP/PVDF의 중량비가 4:4:2로 설정되거나, 36.8:48.0:8.7:6.5에서 활성 물질/SP/Fe3O4/PVDF. 기준선으로 비교, 무게로 8:2 SP/PVDF의 공기 전극 및 84.8:8.7:6.5 중량의 SP/Fe3O4/PVDF도 준비되었습니다.

코인셀형 리– 2325 사이즈의 O2 배터리 조립 이전에 출판된 엠브라운 글러브 박스 내부 논문 [3,18]. 2325 코인 셀 키트는 캐나다에서 구입했습니다. CNRC(National Research Council) 및 셀 팬은 19개의 기계 드릴로 가공되었습니다.× 균일하게 분포된 패턴의 Ø1.0mm 구멍 산소 접근. 전지는 전지 팬 위에 공기 전극 디스크를 놓고 그것을 조각으로 덮음으로써 구성되었습니다. PP 체육S 구분자 Xiamen TMAX Battery Equipment Limited에서 구입했습니다.. ,과도한(약 280L) 전해질 추가(1.0 MLiTFSIinPC:ECat 1:1 중량비), 직경 1.59cm의 리튬 디스크를 놓고 Pred Materials의 0.5mm 두께의 스테인리스 스틸 스페이서를 놓고 폴리프로필렌 가스켓으로 코인 셀 커버로 마감합니다. 전체 어셈블리를 압착했습니다. 200psi의 가스 압력에서 영적인 코인 셀 크림 퍼 샤먼에서 구입 티맥스 배터리 장비 제한적이며 과도한 전해질은 O2 확산을 통해 세포에서 배출됩니다. 압착 중 창.

2.2. 테스트 및 특성화

리의 성능– O2 코인 셀 배터리는 실내에서 테스트되었습니다. 온도 배터리 테스터 . 배터리 테스터는 Xiamen TMAX Battery Equipments Limited에서 구입했습니다.. 각 셀은 1기압보다 약간 높은 압력에서 정제된 산소로 채워진 개별 226cm3 테플론 용기에 넣습니다. 도 1은 개략도이다 우리의 실험 설정의. KB 공기극의 방전은 0.05mAcm의 전류 밀도에서 수행− 2, 그리고 깊이 방전(DOD)은 각각 2.8V, 2.7V, 2.6V, 2.5V, 2.4V, 2.2V 및 2.0V의 서로 다른 차단 전압을 사용하여 변경되었습니다. 설정된 방전 전압에 도달하면 전류 밀도가 될 때까지 정전압 과정에서 방전을 계속했습니다. 로 감소≤ 0.01mAcm− 2. 리튬염 활성종이 미리 로드된 SP 기반 공기 전극의 재충전 가능성 테스트를 위해 충전 후 셀을 4.5 또는 4.6V와 2.0V 사이에서 순환했습니다.