wuxua,∗ , kang xub, vilayanur V. viswanathana, silas A. townea, john S. hardya, jie xiaoa, zimin niea,dehong huc, deyu wanga,1, ji-guang zhanga,∗∗

a direction de l'énergie et de l'environnement, laboratoire national du nord-ouest du pacifique, richland, WA 99354, états-unis b direction des capteurs et des dispositifs électroniques, U.S. laboratoire de recherche de l'armée, adelphi , MD 20783, états-unis c direction des sciences fondamentales et informatiques, laboratoire national du nord-ouest du pacifique, richland, WA 99354, états-unis

quant aux études sur la chargeabilité et la cyclabilité de différents produits potentiellement déchargés (li2o2, li2o, li2co3, LEDC et lpdc),des électrodes de modélisation ont été conçues pour étudier la chargeabilité des produits de rejet individuels. un seul produit rejeté a été utilisé dans un échantillon d'électrode de charge pour éviter la confusion causés par des matériaux multi-composants. non actifs, tels que carbone de surface (carbone i.e. SP) et liant à base non aqueuse système (i.e. PVDF en solution NMP) ont été utilisés pour une manipulation plus facile,moins d'utilisation de solvant et pas de décomposition de la matière active par l'eau. les électrodes à air SP préchargées avec li2o2, li2o, li2co3,ledc et LPDC comme agents actifs avec et sans fe3o4 ont été préparées à l'intérieur d'un gant mbraun boîte remplie de ultra-haute pureté argon dont la teneur en humidité et en oxygène était inférieure à 1 ppm.pour les électrodes à air qui ne contenaient pas de fe3o4 comme catalyseur, un mélange d'oxyde ou de sel de lithium comme agent actif et de SP dans un rapport pondéral de 1: 1 a été préparé . pour les électrodes à air avec du fe3o4 comme catalyseur pour baisser la surtension de li– batteries o2 pendant le processus de charge comme rapporté par bruce et ses collaborateurs [8, un mélange d'oxyde de lithium ou sel, SP, et fe3o4 à un rapport pondéral de 39.4:51.3:9.3 ont été utilisés comme dans nos travaux précédents [15. chaque mélange solide a été broyé à billes pendant 30 min dans une haute énergie broyeur planétaire à boulets achetés auprès de xiamen TMAX battery equipments limited . puis , des suspensions du mélange solide broyé à billes et du PVDF dans une solution de NMP ont été enduites séparément sur des disques de mousse ni de 1 . 59 cm de diamètre et 1.98 cm2 de surface. après évaporation de la NMP dans l'antichambre du vide boite à gants achetés auprès d'équipements de batterie xiamen TMAX limited , les électrodes à air ont été séchées à 80◦ C sous vide pendant une nuit. le le rapport pondéral matière active/sp/pvdf a été fixé à 4:4:2, ou matière active/sp/fe3o4/pvdf à 36.8:48.0:8.7:6.5. comme ligne de base comparaison, les électrodes à air de SP/PVDF à 8:2 en poids et sp/fe3o4/pvdf à 84.8:8.7:6.5 en poids ont également été préparés.

le type de pile bouton li– Des batteries o2 de taille 2325 ont été assemblées à l'intérieur de la boîte à gants mbraun comme décrit dans la publication précédente papiers [3,18. les 2325 kits de pile bouton ont été achetés au canada conseil national de la recherche (cnrc), et les bacs des cellules ont été usinés avec 19× Trous de Ø1.0 mm répartis uniformément pour accès à l'oxygène. les cellules ont été construites en plaçant un disque d'électrode à air sur le plateau de la cellule, en le recouvrant d'un morceau de pp peS séparateur a été acheté chez xiamen TMAX battery equipments limited. ,ajout excessif (environ 280 L) d'électrolyte (1.0 mlitfsiinpc:ecat un rapport de poids de 1:1), mise en place d'un disque de lithium de 1.59 cm de diamètre, mise en place d'une entretoise en acier inoxydable de 0.5 mm d'épaisseur avec des matériaux préd,et finition avec un couvercle de pile bouton avec un joint en polypropylène . l'ensemble a été serti à une pression de gaz de 200 psi sur un pneumatique sertisseuse à pile bouton acheté à xiamen équipements de batterie tmax limité, et excessif l'électrolyte a été expulsé des cellules par la diffusion d'O2 fenêtres pendant le sertissage.

2.2. test et caractérisation

performances du li– Les piles bouton o2 ont été testées dans la pièce température sur un testeur de batterie . le testeur de batterie a été acheté chez xiamen TMAX battery equipments limited. chaque cellule était placé dans un récipient individuel en téflon de 226 cm3 rempli d'oxygène purifié à une pression légèrement supérieure à 1 atm. fig. 1 est un schéma de notre montage expérimental . la décharge de l'électrode à air KB était conduit à une densité de courant de 0.05 macm− 2, et les profondeurs de la décharge (DOD) a été modifiée en utilisant différentes tensions de coupure de 2.8v, 2.7V, 2.6V, 2.5V, 2.4V, 2.2V et 2.0V, respectivement. lorsque la tension de décharge définie a été atteinte, la décharge s'est poursuivie sous le processus de tension constante jusqu'à la densité de courant diminué à≤ 0.01 macm− 2. pour le test de rechargeabilité des électrodes à air à base de sp préchargées avec des espèces actives de sel de lithium,, les cellules ont été cyclées entre 4.5 ou 4.6V et 2.0V après la charge.