Analysis of electrolyte stability and the effect of contaminants in aprotic Li-O2 cells
Übersetzter Titel:
Untersuchungen zur Elektrolytstabilität und zum Einfluss von Verunreinigungen in aprotischen Li-O2-Zellen
Autor:
Schwenke, K. Uta
Jahr:
2015
Dokumenttyp:
Dissertation
Fakultät/School:
Fakultät für Chemie
Betreuer:
Gasteiger, Hubert A. (Prof. Dr.
Gutachter:
Gasteiger, Hubert A. (Prof. Dr.); Köhler, Klaus (Prof. Dr.); Janek, Jürgen (Prof. Dr.)
Sprache:
en
Fachgebiet:
CHE Chemie
Stichworte:
Li-air battery, superoxide radical reactivity, in operando DRIFTS cell
Übersetzte Stichworte:
Li-Luft-Batterie, Hyperoxidradikalreaktivität, in operando DRIFTS-Zelle
TU-Systematik:
CHE 140d; CIT 335d
Kurzfassung:
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.
Übersetzte Kurzfassung:
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.
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