2. deneysel

2.1. hazırlama ve hücre testi

etilen karbonat (EC), propilen karbonat (PC), dme,tri(etilen glikol) dimetil eter (i.e., triglim), di(etilenglikol) di- n-butil eter (i.e. butil diglim, BDG), ve lityumbis(triflorometilsülfonil)imid (litfsi) (tümü pil sınıfında) novolyte teknolojilerinden. dmso,trietil satın alındı fosfat (tepa), 1-bütil-1-metilpirolidyum bis(tri-florometilsülfonil)imid (pir14tfsi), ve 4A moleküler elekler sigmaealdrich'ten sipariş edildi. sebaconitril,acros Organics. lityum folyodan satın alındı (99.%9, 0.75 mm kalınlığında) alfa aesar'dan elde edildi. tüm pil sınıfı olmayan solventler, kullanımdan önce birkaç gün boyunca önceden kurutulmuş 4A moleküler eleklerle kurutuldu.elektrolitler 1 M litfsi farklı çözücüler içinde hazırlanmıştır. vakum torpido（ xiamen TMAXCN inc.） saflaştırılmış argon ile doldurulmuş ve içinde nem ve oksijen içeriği 1 ppm'den azdı.

ketjen black (KB) karbon bazlı hava elektrotları daha önce tarif edildiği gibi hazırlandı [20. dupont teflon bağlayıcı olarak ptfe-te3859 floropolimer reçinesi kullanıldı, ve kurutmadan sonra karbon:teflonun ağırlık oranı 85:15. idi, son elektrottaki KB karbon yüklemesi yaklaşık 15.1 mg cm2[3'te kontrol edildi ve kb-hava elektrotlu disklerin çapı 1.59 cm ve alanı 1.98 cm2.

2325 boyutundaki düğme pil tipi li-o2 piller daha önce yayınlanmış makalelerde açıklandığı gibi mbraun torpido gözüne monte edildi [3,21. 2325 düğme pil kitleri ulusal araştırma konseyi kanada'dan (CNRC)[3 satın alındı ve hücre tavaları, oksijen erişimine izin vermek için eşit olarak dağıtılmış bir modelde on dokuz 41.0 mm'lik deliklerle makinede delinmiştir. hücreler, aşağıdaki bileşenler sırayla, katmanlara ayrılarak oluşturulmuştur,: hücre üzerinde bir hava elektrot diski tava, bir parça ayırıcı malzeme (2.06 cm çapında, whatman GF/D cam mikrofiber filtre kağıdı), 280 ml elektrolit, bir lityum disk (1.59 cm çapında ), bir paslanmaz çelik ara parçası (önceden hazırlanmış malzemelerden 0.5 mm kalınlığında,), ve polipropilen contalı bir madeni para hücresi kapağı. tüm montaj kullanarak 200 psi'lik bir gaz basıncı madeni para kıvırıcı den satın alındı xiamen TMAX pil ekipmanları sınırlı . fazla elektrolit, kıvırma sırasında O2 difüzyon pencerelerinden hücrelerden boşaltıldı.

her bir li-o2 düğme pil, 226 cm3'lük ayrı bir alana yerleştirildi

yaklaşık 1 atm basınçta saflaştırılmış oksijen ile doldurulmuş teflon kap. piller oda sıcaklığında boşaldı xiamen tmaks pil test cihazıat 0.05 ma cm2 ila 2.0 V arasında sabit bir akım yoğunluğu ve daha sonra altında akım yoğunluğu düşene kadar sabit bir voltaj 0.01 ma cm2. boşaltmadan sonra, li-o2 madeni para hücreleri torpido gözünde, demonte edildi ve hava elektrotları her seferinde en az 1 saat taze susuz DME'ye daldırılarak birkaç kez iyice yıkandı . yıkamadan sonra, hücreler gece boyunca oda sıcaklığında vakum altında kurutuldu.

3. sonuç ve tartışma

3.1. elektrolit özellikleri ve deşarj performansı

lityum metalinin protik organik maddelere karşı reaktivitesini göz önünde bulundurarak çözücüler ve li-o2 veya li-air pil sistemlerinin açık doğası, Bu çalışma için çözücüler aprotik organik sıvıdan seçilmiştir.

Nispeten yüksek kaynama noktasına sahip bileşikler (e.g., >180 C) üzerindeki oksijen difüzyon deliklerinden buharlaşma yoluyla solvent kaybını azaltır. madeni para kasası den satın alındı xiamen TMAX pil ekipmanları sınırlı . litfsi çözünen olarak seçildi çünkü nem ve ısıya karşı lipf6'dan daha iyi kararlılığa sahiptir6. tablo 1, seçilen solvent sistemleri. oksijen ile 1.0 M litfsi elektrolitlerinin viskozite, iyonik iletkenlik, ve çözünmüş oksijenin oda sıcaklığı değerlerini listeler oakton 650 serisi multiparametre metre ile ölçülen çözünürlük verileri, ein-eli ve kraytsberg[23, tarafından yorumlandığı gibi gerçek değerlerden biraz daha düşüktü, ancak bunlar sadece göreceli bir karşılaştırma için tablo 1'de listelenmiştir.şekil. 1 gösterilmektedir 0.05 ma cm2, deşarj akımında farklı elektrolitler kullanan li-o2 pillerin deşarj kapasitesinin bir fonksiyonu olarak deşarj profilleri ve deşarj kapasitesi verileri kolay karşılaştırma için tablo 1'de listelenmiştir. teiyoniğin deşarj performansı 0.02 ma cm2'deki sıvı pyr14tfsi ayrıca dmsove pyr14tfsi'nin (0.02 ma cm2'de) deşarj eğrilerindeki yukarı doğru sivri uçları karşılaştırmak için şekil. 1'e dahil edilmiştir.