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Sonderforschungsbereich 595

In situ Diagnostik von Interkalationsbatterien mittels Ramanspektroskopie

Prof. Dr. C. Hess (Eduard-Zintl-Institut für Anorganische u. Physikalische Chemie)
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Ziel des Projektes ist es, durch ein Verständnis der Wirkungs- und Ermüdungsmechanismen von Kathodenmaterialien in Li-Ionenbatterien, die Entwicklung verbesserter Batterie-Materialien zu ermöglichen.

Als Materialien sollen vorwiegend Oxide des Typs LixMOy (M = Co, Ni, Mn) sowie davon abgeleitete binäre Systeme und das technisch relevante ternäre System untersucht werden. Von Interesse sind jedoch auch andere innerhalb des Sonderforschungsbereichs untersuchte Elektrodenmaterialien wie V2O5 als Kathodenmaterial und Siliciumcarbonitride als Anodenmaterialien.

Es soll Ramanspektroskopie, vor allem unter in situ-Bedingungen eingesetzt werden, um strukturelle Informationen über die Elektrode, den Elektrolyten sowie die Grenzschicht zwischen Elektrode und Elektrolyt (Solid Electrolyte Interface, SEI) zu erhalten. Durch Erweiterung der Anregungswellenlänge in den UV-Bereich läßt sich die Empfindlichkeit der Analyse als Folge der Unterdrückung von Fluoreszenz sowie Ausnutzung von Resonanz-Ramaneffekten signifikant steigern.

Es wird erwartet, daß auf diese Weise eine Identifizierung der Phasengrenzschicht – ein besonderer Schwerpunkt innerhalb des Sonderforschungsbereichs – ermöglicht wird. Die spektroskopischen Messungen sollen mit Impedanzmessungen, welche Hinweise auf die Bildung von SEI-Schichten geben, korreliert werden.