suurten gravimetristen ja tilavuusenergiatiheyksiensä perusteella Li-ion-akut ovat valinta kannettavaan elektroniikkaan ja sähköiseen liikkuvuuteen. Li-ioniakkujen positiiviset ja negatiiviset elektrodit pystyvät varastoimaan Li: n, jonka ominaispaino on ratkaiseva tekijä energiatiheydessä. Koska Li-ionin insertiokemikaalien energiatiheys lähestyy rajaansa, intensiivinen tutkimus suuntautuu suurikapasiteettisiin anodeihin ja katodeihin. Li-air – tai Li−O2-akuilla on suuri potentiaali energianhimoisiin sovelluksiin, kuten sähköajoneuvoihin, koska niiden teoreettinen ominaisenergiatiheys on erittäin korkea.
tyypillisten aproottisten Li−O2-akkujen positiivisella elektrodilla (dis)varausprosessi etenee li2o2: n muodostumisen (hapen pelkistysreaktio, ORR) ja hajoamisen (hapen evoluutioreaktio, OER) kautta reaktion 2li+ + O2 → Li2O2 mukaisesti. Haasteita ovat:
- Li2o2: n palautuva muodostuminen realistisissa olosuhteissa
- elektrolyyttien hajoamisreaktioiden estäminen.
lopullinen anodi on Li-metalli, jolla on suurin ominaiskapasiteetti Li: lle (3860 mAh g-1), Yli kymmenen kertaa suurempi kuin tavallisilla grafiittianodeilla (370 mAh g-1) ja pienin redox-potentiaali (-3,04 V V verrattuna standardivetyyn). Haasteita ovat:
- elektrolyyttien hajoamisreaktioiden estäminen ja Li-metallisten elektrolyyttien rajapinnan stabilointi
- palautuva kompakti Li-metallipinnoitus, joka estää Li-dendriitin muodostumisen.
tällä hetkellä haasteena on ymmärtää paremmin näitä perusprosesseja ja saavuttaa pitkä elinkaari kehittämällä vakaampia elektrolyyttejä ja kontrolloimalla paremmin palautuvaa Li2O2-ja Li-metallin muodostumista ja hajoamista.
sähkökemiallisen energian (KS.) ryhmäelektrodien varastoinnissa tutkitaan Li-metal-ja Li2O2-katodien perusmekanismeja ja kehitetään uusia materiaaleja paremman suorituskyvyn saavuttamiseksi.
