Die Forschungsergebnisse der Universität Bayreuth können dazu beitragen, die Entwicklung von effektiveren und effizienteren Lithium-Sauerstoff-Batterien und anderen wiederaufladbaren Batterien zu beschleunigen. Denn die Faktoren, die ursächlich an den Überspannungen beteiligt sind, lassen sich jetzt klar voneinander abgrenzen.
Dazu gehören insbesondere die Langzeitkinetik der Oxidation von Lithiumperoxid (Li2O2) und die Oberflächenpassivierung durch Lithiumcarbonat (Li2CO3). Die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ist eine Untersuchungsmethode, die es ermöglicht, diese Prozesse während der Batterieladung getrennt zu überwachen.
Ablauf der Forschungsstudie
„In unserer Studie haben wir die elektrochemische Impedanzspektroskopie, welche die Verteilung der Kapazitätszeiten und die Verteilung der Entspannungszeiten nutzt, mit der differenziellen elektrochemischen Massenspektrometrie in situ kombiniert. Dies ermöglichte uns eine zeitlich aufgelöste Untersuchung des Lademechanismus in einem etablierten Modellkatalysator, der in der Forschung beispielhaft als Elektrode in Lithium-Sauerstoff-Batterien eingesetzt wird“, sagt Prof. Dr. Francesco Ciucci, Professor für Elektrodendesign elektrochemischer Energiespeicher und Mitglied des Bayreuther Zentrums für Batterietechnik (BayBatt).
Die veröffentlichte Forschungsarbeit demonstriert die Effizienz dieses Forschungsansatzes. Gleichzeitig betonen die Autoren aber, dass weitere experimentelle Untersuchungen notwendig sind, um den Mechanismus weiter aufzuklären.
