DABCOnium: Ein effizienter und Hochspannungs‐stabiler Singulett‐Sauerstoff‐Löscher für Metall‐O2‐Zellen. (9th April 2019) - Petit, Yann K.; Leypold, Christian; Mahne, Nika; Mourad, Eléonore; Schafzahl, Lukas; Slugovc, Christian; Borisov, Sergey M.; Freunberger, Stefan A.
Abstract: Singulett‐Sauerstoff ( 1 O2 ) verursacht einen Großteil der parasitären Chemie während des Zellbetriebs von nichtwässrigen Alkalimetall‐O2 ‐Batterien und trägt auch zur Grenzflächenreaktivität von Übergangsmetalloxid‐Einlagerungsverbindungen bei. Wir führen DABCOnium, die monoalkylierte Form von 1, 4‐Diazabicyclo[2.2.2]octan (DABCO), als effizienten 1 O2 ‐Löscher mit ungewöhnlich hoher Oxidationsstabilität von ≈4.2 V vs. Li/Li + ein. Bisher bekannte Löscher sind stark Lewis‐basische Amine mit zu geringer Oxidationsstabilität. DABCOnium ist eine ionische Flüssigkeit, nicht flüchtig, im Elektrolyten hochlöslich, stabil gegen Superoxid und Peroxid, und kompatibel mit Lithiummetall. Die elektrochemische Stabilität deckt den erforderlichen Bereich für Metall‐O2 ‐Batterien ab und reduziert die 1 O2 ‐bedingte parasitäre Chemie erheblich, wie für die Li‐O2 ‐Zelle gezeigt wird. Abstract : Molekularer Löschzug : Die Bildung von Singulett‐Sauerstoff ( 1 O2 ) beeinträchtigt die Zyklenstabilität vieler Alkalimetallkathoden wie z. B. der Li‐O2 ‐Kathode. Hier wird ein effizienter und Hochspannungs‐stabiler 1 O2 ‐Löscher vorgestellt und gezeigt, dass er 1 O2 ‐bedingte Nebenreaktionen massiv verringert. Hochspannungsstabile Löscher sind relevant, um die 1 O2 ‐bedingte Grenzflächenreaktivität und Langzeitstabilität vieler Kathoden zu kontrollieren.