JS Gnanaraj, ^birMD Levi, ^a ,* Y. Gofer,a D. Aurbach, ^a ,*, ^zve M. Schmidt ^b

^a Kimya Bölümü, Bar-Ilan Üniversitesi, Ramat-Gan 52900, İsrail

^b Merck KGaA, D-64293 Darmstadt, Almanya

Deneysel

Tüm çalışmalar standart olarak oldukça saf bir argon atmosferi altında gerçekleştirildi.vakumtorpidoXiamen TMAX Battery Equipments Limited'den .anotlar vardısentetik grafitten oluşur ( KS-6 )Timrex, Inc.'den ( ortalamaparçacık boyutu ca. 6 mm, ağırlıkça %90 ) , poliviniliden diflorür! ( PVdF, ağırlıkça %10 )Solvey, Inc.'den ve bakır folyo akım toplayıcılarından. bukatotlar, Merck KGaA'dan ( partikül boyutu 5-10 mm, ağırlıkça %75 ) , ağırlıkça %15 grafit tozu KS-6'dan ( Timrex, Inc. ) LiMn2O4 tozundan oluşuyordu.iletken katkı maddesi olarak, ağırlıkça %5 PVdF, ağırlıkça %5iletken karbon siyahı ve bir alüminyum folyo ( Goodfellow, İngiltere )akım toplayıcı Aktif kütleyi içeren bulamaçlar vebağlayıcı, N-metil pirolidon ( Fluka, Inc. ) kullanılarak hazırlandı vezaten olduğu gibi uygun akım kollektörleri üzerine kaplanmıştır.açıklanmıştır.13 Elektrotlar, 140 ° C'de bir fırında kurutuldu vesonra eldiven kutularına aktarılır. LiFAP, LiPF6 , LiFAP-LiPF61:1 ve LiN(SO2CF2CF3)2 EC-DECDMC (hacimce 2:1:2) karışımlarındaki 1 M çözeltileri Merck KGaA'dan (yüksek derecede saf, Li pil sınıfı) elde edildi ve alındığı gibi kullanılabilir. Çözeltilerdeki HF ve su içeriği şu anda Merck'te ölçülmektedir. LiFAP ve LiBETI çözümleri için milyonda parça seviyesindedir. LiPF6 solüsyonları genellikle birkaç on ppm HF içerir (beklenmedik olası neme maruz kalmaya bağlı olarak 10 ila 100 ppm arasında dalgalanabilir). Elektrotların tüm elektroanalitik karakterizasyonları, standart madeni para tipi hücrelere (model 2032, NRC Kanada, f 19 mm) dayanan üç elektrotlu hücrelerde gerçekleştirildi. PP PE ayırıcı ile kaplanırken, çalışma elektrotu ile Li karşı elektrot folyosu arasına yerleştirilen bir nikel tel üzerine bir Li tel referans elektrotu yapıştırıldı.Grafit ve LiMn2O4 elektrotları için yapılan uzun süreli döngü testleri, gözenekli bir polipropilen membran (Celgard, Inc.) ile ayrılmış iki elektrotlu standart madeni para tipi hücrelerde gerçekleştirildi. 2325 Coin Cell Crimper .Beher tipi üç elektrotlu hücreler, çözeltilerin elektrokimyasal pencerelerini ve asil metal elektrotlu çözeltilerin temel voltametrik davranışlarını Pt tel elektrotlar kullanarak belirlemek için kullanıldı. Hücreler, çalışma ve karşı elektrotlar (sırasıyla Pt tel ve Li folyo) için paralel plaka konfigürasyonu sağlayan polietilen çerçeveler içerir.

Yeni hazırlanmış grafit elektrotlar genellikle yaklaşık olarak açık devre potansiyeline sahipti. 3,3 V (Li/Li1'e karşı). Bunlar, n51 mV/s'de (üç Döngü) 3.0 ve 0. V (Li/Li1) arasında voltametrik döngü ile yaşlandırıldı. Li-iyon interkalasyon-deinterkalasyon prosesleri daha sonra yavaş tarama-hızlı voltametri (SSCV) ve empedans spektroskopisi (EIS) ile 0,3 ile 0 V (Li/Li1'e karşı) arasındaki potansiyel aralığında incelenmiştir. - 3,0 V civarındaki devre voltajı (OCV) (Li/Li1'e karşı) başlangıçta, titiz elektrokimyasal ölçümlerden önce 1 mV/s'de 3.5 ve 4.25 V (Li/Li1) arasında dört kez (voltametri) çevrildi. Tüm çeşitli hücrelerin uzun süreli galvanostatik döngüsü, 30 ° 'de madeni para tipi hücrelerde C/10 veya C/4 oranlarında gerçekleştirildi.C bir inkübatörde (Carbolite, Inc., model PIF30-200). Voltametrik ölçümler için bir Xiamen TMAX Battery Equipments Limited , bilgisayarlı çok kanallı batarya test cihazı ve bilgisayarlı EG&G model 273 potansiyostat kullanıldı. Uzun süreli galvanostatik döngü için bir Maccor çok kanallı sistemi (model 2000) kullanıldı.

Yüzey analizi çalışmaları için, H2O ve CO2 içermeyen atmosfer (basınçlı hava ile beslenen, bir Balston, Inc., hava temizleyici ile işlenmiş) altında bir eldiven kutusuna yerleştirilmiş bir Magna 860 (Nicolet) FTIR spektrometresi kullandık. Elektrotlar, daha önce bildirildiği gibi, dağınık yansıma modu (Harrick, Inc.'den bir DRIFT aksesuarı) ile elektrokimyasal çalışmalardan sonra analiz edildi.14 Elektrotların XPS karakterizasyonu, Kratos Analytical, Inc.'den (İngiltere) AXIS HS XPS spektrometresi kullanılarak yapıldı. Numuneler eldiven kutularından, Norcal, Inc.'den (ABD) bir sürgülü vana ve bir manyetik manipülatör içeren ev yapımı bir transfer sistemi ile spektrometreye aktarıldı. Bu sistem, atmosferik kirleticilere maruz kalmaya karşı tam koruma sağlar.

Empedans spektrumları, Autolab model PGSTAT20 elektrokimyasal sistemi ve Eco Chemie BV, Inc.'den bir Pentium II IBM PC tarafından çalıştırılan bir frekans tepkisi analizörü (FRA) kullanılarak ölçüldü. AC voltajının genliği 3 mV idi ve elektrotlar daha önce açıklandığı gibi uygun dengelemeden sonra sabit bir baz potansiyeli.