Eine Lithium-Sauerstoff-Batterie auf der Basis von Lithium-Superoxid.

Titel	Eine Lithium-Sauerstoff-Batterie auf der Basis von Lithium-Superoxid.
Autoren	Jun Lu, Yun Jung Lee, Xiangyi Luo, Kah Chun Lau, Mohammad Asadi, Hsien-Hau Wang, Scott Brombosz, Jianguo Wen, Dengyun Zhai, Zonghai Chen, Dean J. Miller, Yo Sub Jeong, Jin-Bum Park, Zhigang Zak Fang, Bijandra Kumar, Amin Salehi-Khojin, Yang-Kook Sun, Larry A. Curtiss, Khalil Amine
Zeitschrift	Natur
Datum	01/11/2016
DOI	10.1038/nature16484
Einführung	In früheren Forschungsarbeiten wurden Batterien auf der Grundlage von Natrium- und Kaliumsuperoxid untersucht. Ein Batteriesystem, das ausschließlich auf Lithium-Superoxid (LiO2) basiert, ist jedoch trotz umfangreicher Untersuchungen von Lithium-Sauerstoff-Batterien (Li-O2) wegen ihres Potenzials für eine hohe Energiedichte nicht zu finden. Studien über Li-O2-Batterien zeigen häufig, dass sich neben Lithiumperoxid (Li2O2) auch LiO2 als Teil des Entladeprodukts bildet. Theoretische Berechnungen deuten darauf hin, dass bestimmte Formen von LiO2 eine längere Lebensdauer aufweisen könnten, was auf die Möglichkeit hinweist, LiO2 für Batterieanwendungen zu isolieren. Dennoch ist die Synthese von reinem, festem LiO2 aufgrund seiner thermodynamischen Instabilität, die zu einer Disproportionierung zu Li2O2 führt, eine Herausforderung. Diese Arbeit demonstriert die erfolgreiche Stabilisierung von kristallinem LiO2 in einer Li-O2-Batterie durch den Einsatz einer speziellen Kathode auf Graphenbasis. Charakterisierungstechniken bestätigen die Abwesenheit von Li2O2. Ein neuartiger Wachstumsmechanismus, der Iridium-Nanopartikel auf der Kathodenoberfläche einbezieht, scheint die Bildung von kristallinem LiO2 zu erleichtern. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das in dieser Li-O2-Batterie erzeugte LiO2 eine ausreichende Stabilität für wiederholte Lade- und Entladezyklen bei einem bemerkenswert niedrigen Ladepotenzial von etwa 3,2 Volt aufweist. Es wird erwartet, dass dieser Fortschritt den Weg für neue Methoden zur Synthese und Stabilisierung von LiO2 ebnet und damit die Entwicklung von mit LiO2 betriebenen Batterien mit hoher Energiedichte sowie andere potenzielle Anwendungen wie Sauerstoffspeicher ermöglicht.
Zitat	Jun Lu, Yun Jung Lee und Xiangyi Luo et al. A lithium-oxygen battery based on lithium superoxide... 2016. DOI: 10.1038/nature16484
Element	Lithium (Li) , Sauerstoff (O) , Kohlenstoff (C) , Iridium (Ir)
Materialien	Kristalle
Industrie	Energiespeicherung und Batterien , Forschung & Labor

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