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Powder Aerosol Deposition as a Method to ProduceGarnet-Type Solid Ceramic Electrolytes : A Study on Electrochemical Film Properties and Industrial Applications

Titelangaben

Nazarenus, Tobias ; Sun, Yanyan ; Exner, Jörg ; Kita, Jaroslaw ; Moos, Ralf:
Powder Aerosol Deposition as a Method to ProduceGarnet-Type Solid Ceramic Electrolytes : A Study on Electrochemical Film Properties and Industrial Applications.
In: Energy Technology. Bd. 9 (2021) Heft 7 . - 2100211.
ISSN 2194-4296
DOI: https://doi.org/10.1002/ente.202100211

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Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
Skalierbare, kostengünstige Fertigungstechnologien für Kompositkathoden und Elektrolytseparatoren in Festkörperbatterien (ARTEMYS)
03XP0114K

Projektfinanzierung: Bundesministerium für Bildung und Forschung

Abstract

Cyclable lithium batteries with a lithium metal anode are of great interest for future mobile and stationary applications due to their high potential energy density. To suppress lithium dendrite formation and growth, solid electrolytes (all-solid-state-batteries) are an alternative for liquid electrolytes. Compared with all other solid electrolytes, the ceramic lithium garnet solid electrolyte Li7La3Zr2O12 (LLZO) features a high thermal, electrochemical, and chemical stability. Due to its nonflammable nature, it is beneficial for battery cell safety. Despite major research efforts, an industrially applicable process route to produce the ceramic solid electrolyte has not been identified yet. Herein, film fabrication at room temperature of Al0.2Li6.025La3Zr1.625Ta0.375O12 (ALLZTO) via powder aerosol deposition (PAD) on a scalable apparatus is investigated. In addition to the description of synthesis and process conditions regarding industrial scalability, the sprayed 30 μm-thick PAD films are examined optically and electrochemically in half cells and symmetrical cells with lithium metal electrodes. By categorizing the process data and the electrochemical results compared with common reported production methods, a statement about the suitability for the industrial production of ceramic solid electrolytes using PAD is provided.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Keywords: cycle stabilities; industrial applications; lithium metal electrodes; Li₇La₃Zr₂O₁₂ powder aerosol deposition method
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien > Lehrstuhl Funktionsmaterialien - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos
Profilfelder > Advanced Fields > Neue Materialien
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayreuther Materialzentrum - BayMAT
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayerisches Zentrum für Batterietechnik - BayBatt
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien
Profilfelder
Profilfelder > Advanced Fields
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Eingestellt am: 09 Aug 2021 11:52
Letzte Änderung: 11 Aug 2023 09:19
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/65512