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

a diretoria de energia e meio ambiente, laboratório nacional do noroeste do pacífico, richland, WA 99354, estados unidos b diretoria de sensores e dispositivos eletrônicos, U.S. Army Research Laboratory, adelphi , MD 20783, estados unidos c diretoria de ciências fundamentais e computacionais, laboratório nacional do noroeste do pacífico, richland, WA 99354, estados unidos

quanto aos estudos de exigibilidade e ciclabilidade de diferentes produtos potencialmente descarregados (li2o2, li2o, li2co3, LEDC e lpdc),eletrodos de modelagem foram projetados para investigar a capacidade de carga dos produtos de descarga individuais. apenas um produto de descarga foi usado em uma amostra de eletrodo de carga para evitar a confusão causados por multicomponentes. materiais não ativos,, como baixo carbono de área de superfície (carbono i.e. SP) e aglutinante de base não aquosa sistema (i.e. PVDF em solução NMP) foram usados para facilitar o manuseio,menos utilização de solvente e nenhuma decomposição do material ativo por água. os eletrodos de ar SP pré-carregados com li2o2, li2o, li2co3,ledc e LPDC como agentes ativos com e sem fe3o4 foram preparados dentro de uma luva mbraun caixa cheia de ultra-alta purificada argônio onde o teor de umidade e oxigênio era inferior a 1 ppm.para eletrodos de ar que não continham fe3o4 como catalisador, uma mistura de óxido de lítio ou sal como agente ativo e SP em uma proporção em peso de 1:1 foi preparado. para eletrodos de ar com fe3o4 como catalisador para diminuir a sobretensão de li– baterias o2 durante o processo de carga como relatado por Bruce e colaboradores [8, uma mistura de óxido de lítio ou sal, SP, e fe3o4 em uma proporção em peso de 39.4:51.3:9.3 foi usado como em nosso trabalho anterior [15. cada mistura sólida foi moída por bolas para 30 min em alta energia moinho de bolas planetário adquiridos da xiamen TMAX Battery equipments limited. então,pastas da mistura sólida moída com esferas e PVDF em solução NMP foram revestidas separadamente em discos de espuma ni que tinham 1.59 cm de diâmetro e 1.98 cm2 de área. após a evaporação do NMP na antecâmara do vácuo porta-luvas adquiridos da xiamen TMAX Battery equipments limited, os eletrodos de ar foram posteriormente secos a 80◦ C sob vácuo durante a noite. o razão em peso do material ativo/sp/pvdf foi definida como 4:4:2, ou material ativo/sp/fe3o4/pvdf em 36.8:48.0:8.7:6.5. como linha de base comparação, os eletrodos de ar de SP/PVDF em 8:2 por peso e sp/fe3o4/pvdf em 84.8:8.7:6.5 em peso também foram preparados.

o li tipo moeda-célula– baterias o2 de tamanho 2325 foram montadas dentro do porta-luvas mbraun conforme descrito em artigos publicados anteriormente papers [3,18. os 2.325 kits de célula tipo moeda foram adquiridos do Canadá conselho nacional de pesquisa (cnrc), e as bandejas das células foram usinadas com 19× Furos de Ø1.0 mm em um padrão distribuído uniformemente para acesso ao oxigênio. as células foram construídas colocando um disco de eletrodo de ar na bandeja da célula, cobrindo-a com um pedaço de pp peS separador foi comprado de equipamentos de bateria xiamen TMAX limitados. ,adicionar eletrólito excessivo (cerca de 280 L) (1.0 mlitfsiinpc:ecat uma relação de peso de 1:1), colocando um disco de lítio de 1.59 cm de diâmetro, colocando um espaçador de aço inoxidável de 0.5 mm de espessura com materiais pré-pred, e finalizando com uma tampa de célula tipo moeda com uma junta de polipropileno . todo o conjunto foi cravado a uma pressão de gás de 200 psi em um pneumático crimpador de células de moedas comprado de xiamen equipamentos de bateria tmax limitado, e excessivo eletrólito foi expelido das células através da difusão de O2 janelas durante a crimpagem.

2.2. teste e caracterização

desempenho do li– as baterias de célula tipo moeda o2 foram testadas no quarto temperatura em um testador de bateria . o testador de bateria foi adquirido da xiamen TMAX Battery equipments limited. cada célula foi colocado em um recipiente individual de teflon de 226 cm3 cheio de oxigênio purificado a uma pressão ligeiramente acima de 1 atm. fig. 1 é um esquema da nossa configuração experimental. a descarga do eletrodo de ar KB foi conduzido a uma densidade de corrente de 0.05 mcm− 2, e as profundidades de descarga (DOD) foi variado usando diferentes tensões de corte de 2.8v, 2.7V, 2.6V, 2.5V, 2.4V, 2.2V e 2.0V, respectivamente. quando a tensão de descarga definida foi alcançada, a descarga continuou sob o processo de tensão constante até a densidade de corrente diminuiu para≤ 0.01 mac−2. para o teste de recarga de eletrodos de ar baseados em sp pré-carregados com espécies ativas de sal de lítio,as células foram cicladas entre 4.5 ou 4.6V e 2.0V após o carregamento.