Description: Das Projekt "Aufklärung der Alterungsmechanismen neuartiger Kathodenaktivmaterialien via operando XAS/XES" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Lehrstuhl für Technische Elektrochemie.Für eine breite Anwendung von Lithiumionen Batterien in der Elektromobilität ist es erforderlich, die spezifische Kapazität der Kathodenaktivmaterialien (KAM) zu steigern, die KAM Materialkosten zu senken und den Kobaltgehalt zu reduzieren. Ansätze hierfür sind Ni-reiche NCMs sowie Li und Mn reiche NMCs (LMRNCMs), die aufgrund ihres geringen Nickelgehalts kostengünstiger sind und mittelfristig kobaltfrei realisierbar sein sollten. Da die Lebensdauer von stark Ni-reichen NCMs und von LMRN(C)Ms noch unzureichend ist, soll hier ein grundlegendes Verständnis von deren Alterungsmechanismen mittels Röntgenabsorptionsspektroskopie (XAS), kombiniert mit ab initio Berechnungen der XAS Spektren, erarbeitet werden: 1) Untersuchung der Auflösung von Übergangsmetallen (ÜM) und deren Abscheidung auf der Anode mittels in situ/operando XAS im Hartröntgenbereich (hXAS), wobei mit der entwickelten hXAS-Zelle der Röntgenstrahl auf die Anode fokussiert werden kann, um die XAS Spektren der abgeschiedenen ÜM-Spezies direkt messen zu können. Deren Identifizierung soll durch ab initio Berechnungen der Spektren und durch ex situ XAS Messungen im weichen Röntgenbereich (sXAS) ermöglicht werden, um so neue mechanistische Einblicke zum Einfluss der abgeschiedene Übergangsmetalle auf die SEI zu erhalten. 2) Da ein wichtiger Alterungsaspekt NCM und LMRNCM basierter Kathoden eine starke Zunahme der Kathodenimpedanz ist, die auf die Bildung von Spinell- und Rocksalt-Oberflächenphasen zurückzuführen ist, soll deren Bildung mittels ex situ sXAS und einer im Projekt zu entwickelnden operando sXAS Analytik quantifiziert werden. Weiterhin soll mittels operando sXAS die maßgeblich die Kapazität bestimmende Sauerstoff-Redoxaktivität von LMRNCMs untersucht werden. Hierbei wird erwartet, neue Impulse für die Weiterentwicklung von LMRN(C)M Materialien zu generieren.
SupportProgram
Origins: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: München ? Schwermetallgehalt ? Kobalt ? Nickel ? Abscheidung ? Röntgenstrahlung ? Elektromobilität ? ex-situ ? Übergangselemente ?
Region: Bayern
Bounding boxes: 12.53381° .. 12.53381° x 47.795° .. 47.795°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2020-11-01 - 2023-10-31
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