Litiumylioksidi

Litiumylioksidi (LiO2) on epäorgaaninen yhdiste, joka koostuu litium-ionsista Li+ ja superoksidi-ionsista O2−. Se on radikaaliyhdiste, jolla on yksi epäsparillinen elektroni, joten se on paramagneettinen ja erittäin reaktiivinen. LiO2 esiintyy pääasiassa tilapäisenä välituotteena litium- ja hapen kemiallisissa reaktioissa eikä sitä käytännössä tavata puhtaana kiinteänä aineena.

LiO2:n rakenteen katsotaan olevan elektronisesti epätasapainoinen suojattu superoksidi-nyytti, jossa litium sitoutuu O2−-nanoon. Tärkeä kemiallinen piirre on sen epävakautunut luonne ja taipumus epämuodostua tai hajoaa. Yleisin hajoamissuunta on disproportionaatio: 2 LiO2 -> Li2O2 (litiumperoksidi) + O2 (molekyylivuoto).

Syntetisoituminen ja esiintyminen liittyvät erityisesti litium-Ilma-akkuihin sekä hapen pelkistymiseen epävesimäisissä, orgaanisissa liuottimissa. Litiumylioksidia havaitaan usein välitilanteena hapen pelkistyksessä ja sen stabiilisuus voidaan muuttaa liuottimen koostumuksella, katalyytillä ja elektrokemiallisella ympäristöllä.

Merkitys ja sovellukset: LiO2 on keskeinen välituote litium-Ilma-akkuteknologioiden mekanismeissa. Sen kontrollointi ja stabilointi voivat vaikuttaa akun energiatiheyteen, syklin kestävyyteen ja katkoksien hallintaan. Tutkimus keskittyy sen roolin ymmärtämiseen ja siihen, miten LiO2:n epävarmuutta voitaisiin hallita parempien materiaalien ja elektrolyyttien avulla.

Vaarat ja käsittely: LiO2 on reaktiivinen hapettaja ja altis reagointiin kosteuden sekä orgaanisten yhdisteiden kanssa. Sitä käsitellään yleensä säiliöissä, joissa on inertti ympäristö, ja sen laboratorioharjoittelussa noudatetaan asianmukaisia turvatoimia.