Analysis of electrolyte stability and the effect of contaminants in aprotic Li-O<sub>2</sub> cells

Schwenke, K. Uta

Lehrstuhl für Technische Elektrochemie (Prof. Gasteiger)

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Original title:: Analysis of electrolyte stability and the effect of contaminants in aprotic Li-O₂ cells
Translated title:: Untersuchungen zur Elektrolytstabilität und zum Einfluss von Verunreinigungen in aprotischen Li-O₂-Zellen
Author:: Schwenke, K. Uta
Year:: 2015
Document type:: Dissertation
Faculty/School:: Fakultät für Chemie
Advisor:: Gasteiger, Hubert A. (Prof. Dr.
Referee:: Gasteiger, Hubert A. (Prof. Dr.); Köhler, Klaus (Prof. Dr.); Janek, Jürgen (Prof. Dr.)
Language:: en
Subject group:: CHE Chemie
Keywords:: Li-air battery, superoxide radical reactivity, in operando DRIFTS cell
Translated keywords:: Li-Luft-Batterie, Hyperoxidradikalreaktivität, in operando DRIFTS-Zelle
TUM classification:: CHE 140d; CIT 335d
Abstract:: The aprotic Li-air battery has attracted considerable research interest mainly due to the exceptionally high theoretical specific capacity of the O₂ cathode. The reactivity of ORR intermediates such as O₂^•- prevents utilization of typical Li-ion battery cell materials. In this work, several screening tests were developed to investigate the stability of electrolyte solvents, conductive salts and cathode binders. Counterintuitively, the discharge capacity increased when reactive materials were used. Thorough analysis of the discharge products revealed that moisture, in particular, led to increased discharge capacities due to Li₂O₂ crystallization. In addition, an in operando DRIFTS cell was designed, constructed and tested.
Translated abstract:: Die aprotische Li-Luft-Batterie hat besonders wegen der außergewöhnlich hohen theoretischen spezifischen Kapazität der O₂-Kathode ein beachtliches Forschungsinteresse hervorgerufen. Die Reaktivität der Sauerstoffreduktionsintermediate wie z.B. O₂^•- verhindert die Verwendung typischer Li-Ionen-Batterie-Materialien. In dieser Arbeit wurden verschiedene Auslesetests entwickelt, um die Stabilität von Elektrolytlösungsmitteln, Leitsalzen und Kathodenbindern zu untersuchen. Bemerkenswerterweise stieg die Entladekapazität, wenn reaktive Materialien eingesetzt wurden. Sorgfältige Analyse der Entladeprodukte deckte auf, dass insbesondere Feuchtigkeit zu erhöhten Entladekapazitäten führte, da Li₂O₂ auskristallisierte. Zusätzlich wurde eine in operando DRIFTS-Zelle geplant, aufgebaut und getestet.
ISBN:: 978-3-8439-2298-2
WWW:: https://mediatum.ub.tum.de/?id=1271308
Date of submission:: 29.06.2015
Oral examination:: 04.08.2015
Last change:: 12.06.2018
BibTeX