DISP oder nicht? Die weitreichenden Reaktionsmechanismen, die den Lithium‐Luft‐Batterien zugrunde liegen

Abstract

AbstractIn der kurzen Geschichte der Forschung an Li−O2‐Batterien gab es im Laufe der Jahre eine bemerkenswerte Anzahl mechanistischer Kehrtwendungen. Von der anfänglichen Verwendung von Karbonat‐Elektrolyten, die sich dann als völlig ungeeignet erwiesen, über die Annahme, dass (Su)Peroxid allein für die Degradation verantwortlich sei, bevor man feststellte, dass sich der reaktivere Singulett‐Sauerstoff bildet, bis hin zu der Hypothese, dass die Kapazität von einem konkurrierenden Oberflächen‐/Lösungsmechanismus abhängt, bevor ein praktisch ausschließlicher Lösungsmechanismus identifiziert wurde. Wir plädieren hier für einen immer neuen Blick auf die vorliegenden Daten ohne Voreingenommenheit gegenüber vermeintlich etablierten Erklärungen. Wir erläutern, wie die neuesten Erkenntnisse über Raten‐ und Kapazitätsgrenzen sowie die Entstehung von Nebenreaktionen über den Disproportionierungsschritt (DISP) im (Ent‐)Ladungsmechanismus miteinander verbunden sind. Daraus ergeben sich Hinweise für das Design von Elektrolyten und Mediatoren, wie Nebenreaktionen unterdrückt und hohe Raten und hohe reversible Kapazitäten ermöglicht werden können.