2.Experimental

2.1.preparación y análisis de células

carbonato de etileno (EC), carbonato de propileno (PC), DME, tri (etilenglicol) dimetil éter (es decir, Triglyme), di (etilenglicol) di-n-butil éter (es decir, butildiglima, BDG) y litiombis (trifluorometilsulfonilo) imide (litfsi) (todos en grado de batería) se adquirieron de novolyte technologies.DMSO, fosfato de trietilo (TEPa), bis (tri-fluorometilsulfonil) imida de 1-butil-1-metilpirrolidio (Pyr14TFSI) y tamices moleculares 4a se solicitaron a sigmaealdrich.el sebaconitrilo se compró a acros orgánicos.Se obtuvo una hoja de litio (99,9%, 0,75 mm de espesor) a partir de alfa aesar.Todos los disolventes que no son aptos para baterías se secaron con el exceso de tamices moleculares 4a presecados durante varios días antes de su uso.Se prepararon electrolitos de 1 m litfsi en diferentes disolventes dentro de un aspiradora guantera（ xiamen tmaxcn inc.） lleno de argón purificado y en el que el El contenido de humedad y oxígeno fue inferior a 1 ppm.

Los electrodos de aire a base de carbono de negro Ketjen (kb) se prepararon como se describió anteriormente [20].Dupont teflón Se utilizó resina de fluoropolímero ptfe-te3859 como aglutinante, y la relación en peso de carbono: teflón después del secado fue 85:15.la carga de carbono kb en el electrodo final se controló en aproximadamente 15,1 mg cm2, y los discos de electrodo kb-aire tenían un diámetro de 1,59 cm y un área de 1,98 cm2.

las baterías li-o2 de tipo botón de tamaño 2325 se ensamblaron dentro de la guantera mbraun como se describe en documentos publicados anteriormente [3,21].los kits de celda de botón 2325 se compraron del consejo nacional de investigación de canadá (CNRC), y las bandejas de las celdas se maquinaron con diecinueve orificios de 41.0 mm en un patrón distribuido uniformemente para permitir el acceso de oxígeno.las celdas se construyeron colocando en capas, en secuencia, los siguientes componentes: un disco de electrodo de aire en la bandeja de celdas, un trozo de material separador (2.06 cm de diámetro, papel de filtro de microfibra de vidrio whatman gf / d), 280 ml de electrolito, un disco de litio (1,59 cm de diámetro), un espaciador de acero inoxidable (0,5 mm de espesor, de pred Materials) y una tapa de celda de botón con una junta de polipropileno.toda la asamblea estaba doblada en una presión de gas de 200 psi usando un crimpadora de celda de moneda comprado de equipos de batería xiamen tmax limitados .el exceso de electrolito se drenó de las celdas a través de las ventanas de difusión de O2 durante el engarzado.

cada batería de celda de moneda de li-o2 se colocó en una unidad individual de 226 cm3

recipiente de teflón que se llenó con oxígeno purificado a una presión de aproximadamente 1 atm.los Las baterías se descargaron a temperatura ambiente en un Xiamen tmax probador de bateríaat una densidad de corriente constante de 0,05 ma cm2 a 2,0 vy luego bajo un voltaje constante hasta que la densidad de corriente disminuyó a 0,01 ma cm2.después de la descarga, las pilas de moneda de li-o2 se desmontaron en la guantera y los electrodos de aire se lavaron a fondo varias veces por inmersión en dme anhidro fresco durante al menos 1 h cada vez.después del lavado, las células se secaron durante la noche al vacío a temperatura ambiente.

3.Resultados y discusión

3.1.propiedades de los electrolitos y rendimiento de descarga

considerando la reactividad del metal de litio a la prótica orgánica solventes y la naturaleza abierta de los sistemas de baterías de li-o2 o li-aire, el Los disolventes para este estudio se eligieron de un líquido orgánico aprótico.

compuestos con puntos de ebullición relativamente altos (por ejemplo,> 180 ° C) para reducir la pérdida de disolvente por evaporación a través de los orificios de difusión de oxígeno en el caja de la celda de moneda comprado de equipos de batería xiamen tmax limitados .litfsi fue elegido como el soluto porque tiene mejor estabilidad frente a la humedad y el calor que lipf6.En la tabla 1 se enumeran los valores de viscosidad, conductividad iónica y oxígeno disuelto a temperatura ambiente de los electrolitos litfsi de 1,0 ml con los sistemas de disolventes elegidos.Los datos de solubilidad de oxígeno medidos con el medidor multiparamétrico de la serie Oakton 650 fueron ligeramente inferiores a los valores reales comentados por ein-eli y Kraytsberg [23], pero se enumeran en la tabla 1 solo para una comparación relativa.higo.1 muestra los perfiles de descarga en función de la capacidad de descarga de las baterías de li-o2 que utilizan diferentes electrolitos a una corriente de descarga de 0,05 ma cm2, y los datos de la capacidad de descarga se enumeran en la tabla 1 para facilitar la comparación.el rendimiento de descarga del líquido teiónico pyr14tfsi a 0,02 ma cm2 también se incluye en la fig.1 para comparar.los picos ascendentes en las curvas de descarga de dmso y pyr14tfsi (a 0,02 ma cm2)