2. Experimental

2.1. Preparación de electrolitos y electrodos.

El carbonato de etileno (EC) de grado de batería, el carbonato de propileno (PC), el carbonato de dimetilo (DMC), el carbonato de metilo y etilo (EMC), el carbonato de dietilo (DEC) y el hexafluorofosfato de litio (LiPF6) se compraron a Novolyte Technologies. Se adquirió lámina de litio (0,75 mm de espesor) de Alfa Aesar. Todos los productos químicos y materiales se usaron tal como se recibieron. Se prepararon electrolitos de LiPF6 1,0 M en disolventes de carbonato único y mezclas de carbonato (EC-EMC, EC-DEC, ECDMC, todo en una relación de volumen de 3:7) en una caja de guantes al vacío llena de argón purificado.LiCr0,05Ni0,45Mn1,5O4 era sintetizador

LiCr0.05Ni0.45Mn1.5O4 se sintetizó moliendo con bolas una mezcla de Li2CO3, NiO, Cr2O3 y MnCO3 (todos de SigmaeAldrich) en cantidades estequiométricas durante 4 h seguido de un tratamiento térmico a 900 C durante 24 h en aire y un recocido adicional en 700C por 8h. Los detalles sobre la preparación y caracterización de este material se informaron en otra parte [23]. Una suspensión de LiCr0.05Ni0.45Mn1.5O4, negro de humo Super Pconductivo (SP, de Timcal) y fluoruro de polivinilideno (PVDF, Kynar HSV900, de Arkema Inc.) en un solvente de N-metilpirrolidona (NMP, de Aldrich) se preparado y colado sobre una lámina de aluminio (de All Foils, Inc.). La relación en peso de LiCr0.05-Ni0.45Mn1.5O4:SP:PVDF fue 8:1:1 y la carga de material activo fue w4 mg cm2. Después de evaporar el NMP, la hoja del cátodo se prensó a 3000 psi durante 1 min, se cortó en discos con un diámetro de 1,27 cm, se secó a 110 C al vacío durante la noche y se almacenó en la guantera. A modo de comparación, también se preparó una lámina de electrodos de SP-PVDF (1:1 en peso) usando los mismos procedimientos.

2.3. Pruebas electroquímicas

Las estabilidades de oxidación electroquímica de los electrolitos líquidos en diferentes sustratos se analizaron mediante voltamperometría de barrido lineal (LSV) en una celda de vaso de precipitados (dentro de la guantera) compuesta por tres electrodos. Se usó metal Li como electrodo de referencia y contraelectrodo. Las muestras de electrolitos en diferentes electrodos de trabajo se escanearon desde el voltaje de círculo abierto hasta 6,5 ​​V frente a Li/Liþ a una velocidad de escaneo de 0,1 mV s-1 utilizando una estación de trabajo electroquímica CHI 660C (CH Instruments). La voltamperometría cíclica (CV) del electrodo LiCr0.05Ni0.45Mn1.5O4 en tres electrolitos de mezclas de carbonatos convencionales se probó en una estación electroquímica CHI 1000A (CH Instruments) utilizando Li metal como contraelectrodo. Las muestras se escanearon entre 3 V y diferentes voltajes de corte de 4,9 a 5,3 V a una velocidad de escaneo de 10 mV s-1.

Los kits de celdas tipo moneda de tipo CR2032 se adquirieron de Xiamen TMAX Battery Equipments Limited. Las tapas de los negativos, los espaciadores y la caja de la celda tipo moneda fueron de acero inoxidable 316 (SS-316) y los contenedores de los positivos fueron de Alclad SS-316. Se utilizó papel de fibra de vidrio B (GF/B) Whatman con un diámetro de 1,91 cm como separador, ya que se ha informado que es estable a altos voltajes y no presenta problemas de humectación con electrolitos que contienen disolventes de carbonato cíclico simple y una mezcla EC-DMC [ 15]. Las medias celdas de Li/LiCr0.05Ni0.45Mn1.5O4 con exceso de electrolito se ensamblaron en una crimpadora eléctrica de celda tipo moneda dentro de la guantera. Las celdas se ciclaron entre 3,0 V y diferentes voltajes de corte de 4,9 a 5,3 V a diferentes tasas de corriente en el probador de batería Arbin BT-2000 .