Influence of surface coating on structure and properties of metallic lithium anode for rechargeable Li-O2 battery

• Autores: Qiuling Chen, Qingwen Wang, Qiuhua Ma, QingQing Song
• Localización: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, ISSN 0366-3175, Vol. 56, Nº. 2, 2017, págs. 64-72
• Idioma: inglés
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  • español

    Se realizó un recubrimiento con una capa amorfa de oxinitruro de fósforo y litio (LIPON) mediante pulverización por radiofrecuencia a partir de una diana de Li3PO4 directamente sobre litio metal pretratado como ánodo de una batería de litio-aire. La estructura y composición del ánodo modificado se analizó antes y después del ensayo de carga/descarga en una batería de litio-aire que comprende un electrólito de 0,5M LiNO3/TEGDME y carbono súper P como cátodo. Las baterías fueron descargadas galvanostáticamente por un probador de baterías Arbin BT-2000 entre tensión de corriente abierta y 2,15V frente a Li+/Li a diversos regímenes de corriente que van desde 0,1-0,4mA/cm2. En comparación con el litio fresco, el ánodo revestido con LIPON exhibió un mejor comportamiento electroquímico. Se consiguió una buena eficiencia de carga del 90% a un intervalo de voltaje más estrecho con una conductividad iónica elevada de 9,4×10−5S/cm mediante la optimización de las condiciones del litio pretratado, flujo de N2 en la pulverización y un soluto adecuado como electrólito.

  • English

    Amorphous lithium phosphorous oxynitride film was coated directly on pre-treated lithium metal as anode of lithium air battery by radio-frequency sputtering technique from a Li3PO4 target. The structure and composition of modified anode was analyzed before and after charge/discharge test in a lithium-air battery, which comprises 0.5M LiNO3/TEGDME as the electrolyte and super P carbon as cathode. Batteries were galvanostatically discharged by an Arbin BT-2000 battery tester between open current voltage and 2.15V vs. Li+/Li at various current regimes ranging from 0.1–0.4mA/cm2. Compared with fresh lithium, LIPON-coated anode exhibited better electrochemical performance. Good charging efficiency of 90% at a narrower voltage gap with high ionic conductivity of 9.4×10−5S/cm was achieved through optimizing lithium pre-treated conditions, sputtering N2 flows and suitable solute for electrolyte.