Warum Lithium‐Sauerstoff‐Batterien versagen: Parasitäre chemische Reaktionen und ihr synergistischer Effekt

Abstract

Als Technologie zur elektrochemischen Energiespeicherung mit der höchsten theoretischen Kapazität sind Lithium‐Sauerstoff‐Batterien mit großen Herausforderungen im Hinblick auf die schlechte Stabilität und den geringen Round‐Trip‐Wirkungsgrad beim Laden/Entladen verbunden. Es ist allgemein anerkannt, dass diese Probleme mit den parasitären chemischen Reaktionen an der Anode, im Elektrolyten und an der Kathode in Zusammenhang stehen. Während die detaillierten Mechanismen dieser Reaktionen gesondert untersucht wurden, sind die möglichen synergistischen Effekte zwischen ihnen immer noch schlecht verstanden. Um diese Wissenslücke zu schließen, behandelt dieser Kurzaufsatz Literaturberichte zu den parasitären chemischen Reaktionen und stellt als entscheidenden chemischen Vermittler die reaktiven Sauerstoffspezies heraus, die an fast allen parasitären chemischen Reaktionen beteiligt sind oder diese fördern. In Anbetracht des ubiquitären Vorkommens von Sauerstoff in allen Testzellen ist diese Erkenntnis von großer Wichtigkeit. Sie liefert neue Einblicke dazu, wie verschiedene Komponenten von Lithium‐Sauerstoff‐Batterien für den Hochleistungsbetrieb stabilisiert werden können und wie das Potenzial dieser aussichtsreichen Technologie voll ausgeschöpft werden kann.