Vilayanur V. Viswanathan∗, Daiwon Choi, Donghai Wang11, Wu Xu, Silas Towne,

Ralph E. Williford, Ji-Guang Zhang, Jun Liu, Zhenguo Yang

3. Experimentieren

3.1. Elektrodensynthese

LiFePO4 in Nanogröße wurde unter Verwendung von LiCoOCH3·2H2O (Reagenzqualität, Sigma), FeCO2·2H2O (99 %, Aldrich), (NH4)H2PO4 (99,999 %, Sigma-Aldrich), Ölsäure (FCC, FG) und Paraffinwachs (ASTM) synthetisiert D 87, Smp. 53–57◦C, Aldrich). (NH4)H2PO4 wurde mit Ölsäure 1 Stunde lang unter Verwendung einer Hochenergie- Planetenkugelmühle in einem Edelstahlfläschchen kugelgemahlen . Nachdem Paraffinwachs zugegeben und 30 min gemahlen wurde, wurde Eisenoxalat zugegeben und 10 min gemahlen. Schließlich wurde Li-Acetat zugegeben und 10 min gemahlen. Das gesamte Molverhältnis war Li:Fe:P:Ölsäure:Paraffin = 1:1:1:1:2. Die Vorläuferpaste wurde in einem Ofen bei 110°C für 30 min getrocknet , gefolgt von einer Wärmebehandlung in einem Miniröhrenofenbei 500 °C für 8 h unter UHP-3 % H2/97 % Ar-Gasstrom mit einer Temperaturanstiegsrate von 5 °C min−1. Nachdem das LiFePO4 erhalten wurde, wurden 10 Gew.-% Ruß in einer Planetenmühle für 4 gemahlen h (Retsch 100CM) bei 400 U/min. TiO2/Graphen-Komposit (2,5 Gew.-% Graphen) wurde durch einen Selbstorganisationsansatz nach unserer früheren Arbeit erhalten [18]. Mikrostrukturen wurden durch Feldemissions-Rasterelektronenmikroskopie (FESEM) (FEI Nova 600) und hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie (HRTEM) analysiert.

3.2. Entropiemessung

Entropiedaten von Kathoden, Anoden und vollständigen Zellen wurden durch Überwachen der Änderung der Leerlaufspannung als Funktion der Temperatur unter Verwendung von ETMS-1000 erhalten. Mehrere Kathoden- und Anodenpulver wurden von LICO Technology Corp. erhalten. Kathoden und Anoden wurden durch Mischen von 85 % aktivem Material, 10 % Poly(vinylidenfluorid) (PVDF)-Bindemittel (Alfa Aesar) und 5 % Ruß (Super P-Li, Timcal ) in N-Methylpyrrolidon (NMP) (Aldrich) und dann auf Al- bzw. Cu-Folien gegossen. Kundenbeschichtete Kathoden- und Anodenfilme, erhalten von Hersteller A, wurden wie erhalten für die Entropiemessung verwendet. Um Entropieänderungen in Kathoden oder Anoden zu messen, wurden sie in einer Typ-2325-Münzzelle in einer Vakuum-Handschuhbox mit einer 0,75 mm dicken Li-Foilanode (Aldrich) und einem mikroporösen PP-PE- Separator zusammengebaut. Der verwendete Elektrolyt war 1 M LiPF6 in einer 1:1-Mischung aus Ethylencarbonat (EC) und Dimethylcarbonat (DMC) (EM Industries) unter Verwendung einer Knopfzellenzange . Vollständige Zellen mit verschiedenen Kathoden und Anoden wurden auch unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens wie dem oben beschriebenen zusammengebaut, indem Limetal durch die geeignete Anode ersetzt wurde.