Die steigenden Anforderungen an Lithium-Ionen-Batterien mit hoher spezifischer Leistung und Energie haben zur Entwicklung von mehreren Klassen von Materialien für die positive Elektrode geführt. Darunter sind unter anderem die vielversprechenden LiNixMnyCo1-x-yO2 (NMC) Materialien. In diesem Zusammenhang ist das Thema dieser Arbeit eine umfangreichen Studie der elektrochemischen und strukturellen Eigenschaften des ursprünglichen Materials NMC (3:1:1) (LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2) und der drei neuen Materialien, die entweder durch Mono-Substitution von Co mit Al oder Fe: NMCA (LiNi0.6Mn0.2Co0.15Al0.05O2) und NMCF (LiNi0.6Mn0.2Co0.15Fe0.05O2) oder durch doppelte Substitution von Co mit Al und Fe NMCAF (LiNi0.6Mn0.2Co0.15Al0.025 Fe0.025O2) hergestellt wurden. Im ersten Schritt wurde eine Optimierung der Synthesebedingungen durchgeführt. Dazu wurden verschiedene Verfahren (z.B. Röntgenbeugung, Rasterelektronenmikroskopie) verwendet, um homogene Phasen mit gut geordneter Struktur zu erhalten. Im zweiten Schritt wurden Struktur, morphologische und elektrochemische Eigenschaften der vier Materialien untersucht. Eine detailliertere Untersuchung wurde NMCAF gewidmet. Dieses Material zeigte die besten elektrochemischen Eigenschaften im Vergleich zu den ursprünglichen und den mono-substituierten Materialien. Ziel ist es zu verstehen, was die Mechanismen hinter der Verbesserung des elektrochemischen Verhaltens des doppelsubstituierten Materials sind. Schließlich wurde der Sicherheitsaspekt von NMCAF auf Basis einer detaillierten Untersuchung der thermischen Stabilität während der Lithium-Ionen-Deinterkalation diskutiert.


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    Titel :

    Synthesis and characterization of novel cathode material with improved specific capacity and safety for lithium ion batteries


    Beteiligte:
    El Mofid, Wassima (Autor:in) / Bund, Andreas (Akademische:r Betreuer:in) / Rädlein, Edda (Gutachter:in) / Saadoune, Ismael (Gutachter:in) / Technische Universität Ilmenau (Grad-verleihende Institution)

    Erscheinungsdatum :

    2016


    Format / Umfang :

    1 Online-Ressource (xix, 121 Seiten)


    Anmerkungen:

    Diagramme, Illustrationen


    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Elektronische Ressource


    Sprache :

    Englisch



    Klassifikation :

    DDC:    546
    BKL:    53.36 Energiedirektumwandler, elektrische Energiespeicher