Neue experimentelle Methoden zur räumlich hochaufgelösten Charakterisierung von Diffusionsprozessen in Batterie-Elektrodenmaterialien auf Basis der Rasterkraftmikroskopie

Batteriebasierte Energiespeicher – darunter insbesondere die Lithiumionenbatterie – stellen eine Schlüsseltechnologie zur erfolgreichen Bewältigung der Energiewende dar. Moderne Lithiumionenbatterien sind hochkomplexe, partikulär aufgebaute Systeme, deren Materialdesign ein tiefgehendes Verständnis...

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Main Author: Renz, Diemo
Contributors: Roling, Bernhard (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Doctoral Thesis
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2021
Subjects:
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Batteriebasierte Energiespeicher – darunter insbesondere die Lithiumionenbatterie – stellen eine Schlüsseltechnologie zur erfolgreichen Bewältigung der Energiewende dar. Moderne Lithiumionenbatterien sind hochkomplexe, partikulär aufgebaute Systeme, deren Materialdesign ein tiefgehendes Verständnis der involvierten Transportprozesse erfordert. Bisher mangelt es an Analytikmethoden zur Untersuchung dieser Transportprozessen mit räumlicher Hochauflösung, um einzelne, nanoskopisch kleine Bestandteile einer Batterie zu charakterisieren und somit mögliche Schwachstellen exakt identifizieren zu können. In der vorliegenden Arbeit soll ein Beitrag zur Schließung dieser Lücke aufgezeigt werden. Es werden zwei neuartige Methoden zur nanoskaligen Analytik an Batteriematerialien entwickelt und vorgestellt. Beide Methoden basieren auf dem Einsatz der Rasterkraftmikroskopie. Der Fokus der Untersuchungen liegt dabei insbesondere auf der räumlich hochaufgelösten Quantifizierung der ambipolaren Diffusion in Batterie-Elektrodenmaterialien, welche einen fundamental wichtigen Transportprozess in Lithiumionenbatterien darstellt.
Physical Description:147 Pages
DOI:10.17192/z2021.0479