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Untersuchungen zu oxidkeramischen Festelektrolytakkumulatoren mit metallischer Lithiumelektrode

Title data

Hennerici, Lukas:
Untersuchungen zu oxidkeramischen Festelektrolytakkumulatoren mit metallischer Lithiumelektrode.
Bayreuth , 2021
(Master's, 2021, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl Funktionsmaterialien)

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Die Entwicklung von Festelektrolytakkumulatoren mit metallischer Lithiumelektrode gilt als vielversprechender Weg, um die gravimetrische und volumetrische Energiedichte kommerzieller flüssiger Lithiumionenbatterien signifikant zu steigern. Aufgrund seiner hohen Leitfähigkeit sowie seiner mechanischen, chemischen, elektrochemischen und thermischen Stabilität wird der granatartige oxidkeramische Werkstoff Li2La3Zr7O12 als vielversprechend zum Aufbau von Festelektrolytschichten angesehen. Im Zuge der Abschlussarbeit wurden mittels aerosolbasierter Kaltabscheidung (engl.: Powder Aerosol Deposition, kurz: PAD) Festelektrolytschichten und Kathodenschichten aus dem mit Aluminiumoxid sowie mit Tantaloxid dotierten Festelektrolytmaterial und dem Kathodenaktivmaterial NMC622 gesprüht. Hohe Abscheideraten von über 500 µm mm2 min-1 in Verbindung mit hohen Schichtqualitäten zeichnen die aerosolbasierte Kaltabscheidung als industriell skalierbare Prozessierungsmethode aus. Die Variation von Prozessparametern lässt Festelektrolytschichtdicken im Bereich von 1 µm bis ca. 40 µm zu. Kathodenseitig konnten Schichtdicken von bis zu 80 µm realisiert werden. Durch die Beschichtung bei Raumtemperatur wird zudem die Interdiffusion von Kathodenaktiv- und Festelektrolytmaterial während des Fügevorgangs verhindert, was für den Betrieb der Zellen von zentraler Bedeutung ist. Mittels Rasterelektronenmikroskopie wurde zudem der Nachweis erbracht, dass der Festelektrolyt flächig auch auf gesprühte Kathodenschichten abgeschieden werden kann. Die Ergebnisse legen so den Grundstein für den Aufbau einer zyklierbaren mittels aerosolbasierter Kaltabscheidung hergestellten Festkörperbatterie.

Further data

Item Type: Master's, Magister, Diploma, or Admission thesis (Master's)
Institutions of the University: Faculties > Faculty of Engineering Science
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials > Chair Functional Materials - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos
Profile Fields > Advanced Fields > Advanced Materials
Research Institutions > Research Centres > Bayreuth Center for Material Science and Engineering - BayMAT
Result of work at the UBT: Yes
DDC Subjects: 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering
Date Deposited: 23 Nov 2021 08:33
Last Modified: 23 Nov 2021 09:22
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/67963