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Neue kohlenstoffbasierte Materialien für Lithium-Ionenbatterie-Anoden
Hannes Wolf (Unbekannter Einband, Deutsch)
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Beschreibung
Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines Anodenwerkstoffs zum Einsatz in Lithium- Ionenbatterien mit gegenüber den standardmäßig eingesetzten graphitbasierten Elektroden deutlich verbesserten Eigenschaften hinsichtlich geringer irreversibler spezifischer Kapazität, einer hohen reversiblen spezifischen Kapazität und guter elektrischer Leitfähigkeit. Des Weiteren soll eine Zyklierbarkeit auch bei… hohem Lade- bzw. Entladestrom erreicht werden, um den Einsatz in schnellladefähigen Batterien zu ermöglichen.
Ausgehend von einem Atmosphärendruck-Mikrowellenplasmaprozess wurden hierzu mehrere Ansätze verfolgt, zum einen die Modifizierung von partikulären Graphitwerkstoffen, zum anderen die Herstellung von Kompositwerkstoffen auf Kohlenstoffbasis.
Eine hohe spezifische Oberfläche des in der Anode verwendeten Kohlenstoffs verstärkt die SEI-Bildung im Betrieb der Lithium-Ionenbatterie und wirkt sich somit nachteilig in Form einer hohen irreversiblen spezifischen Kapazität aus [JOH-01]. Eine Absenkung der spezifischen Oberfläche von Kohlenstoffwerkstoffen durch konventionelle Wärmebehandlung erfordert aber meist hohe bis höchste Temperaturen [ZHE-02b], was in der Regel mit hohen Kosten und apparativem Aufwand verbunden ist. Die erforderlichen Prozesstemperaturen lassen sich jedoch durch den Einsatz eines Niederdruck-Plasmaprozesses senken, wie Garcia et al. erfolgreich demonstrierten, allerdings nicht an (teil-)graphitisierten Kohlenstoffmaterialien sondern nur an Aktivkohle [GAR-98]. Ein Plasma-Wirbelschichtprozess bietet den Vorteil, dass eine gleichmäßige Behandlung von Partikeln erfolgen kann, zudem können partikuläre Kohlenstoffmaterialien mit Mikrowellenstrahlung direkt beheizt werden [ATW-03]. Im Rahmen dieser Arbeit sollte daher die spezifische Oberfläche von dispersen graphitischen Materialien durch eine Plasmabehandlung im Wirbelschichtprozess reduziert werden, mit dem Ziel, die Reaktionsfläche für die Bildung des SEI während der Lithiuminterkalation und damit auch die irreversible spezifische Kapazität des Materials im ersten Zyklus zu verringern. Dieses Produkt haben wir gerade leider nicht auf Lager.
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Technische Daten
Erscheinungsdatum
01.03.2010
Sprache
Deutsch
EAN
9783832290139
Herausgeber
Shaker
Serien- oder Bandtitel
Berichte aus der Materialwissenschaft
Sonderedition
Nein
Autor
Hannes Wolf
Seitenanzahl
158
Auflage
1
Einbandart
Unbekannter Einband
Schlagwörter
Atmosphärendruck Plasma-CVD, Elektrochemie, Lithium-Ionenbatterie, Kohlenstoff-Silizium-Kompositwerkstoffe
Thema-Inhalt
TG - Maschinenbau und Werkstoffe
Höhe
210 mm
Breite
14.8 cm
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