Degradation Mechanisms of Layered Oxides Used as Cathode Active Materials in Lithium-Ion Batteries
Übersetzter Titel:
Alterungsmechanismen von Schichtoxiden für die Anwendung als Kathodenaktivmaterialien in Lithium-Ionen-Batterien
Autor:
Strehle, Benjamin
Jahr:
2022
Dokumenttyp:
Dissertation
Fakultät/School:
Fakultät für Chemie
Betreuer:
Gasteiger, Hubert A. (Prof. Dr.)
Gutachter:
Gasteiger, Hubert A. (Prof. Dr.); Fässler, Thomas F. (Prof. Dr.); Dahn, Jeff (Prof., Ph.D.)
Sprache:
en
Fachgebiet:
CHE Chemie
TU-Systematik:
CHE 140; CIT 335
Kurzfassung:
The development of new cathode active materials (CAMs) for lithium-ion batteries (LIBs) critically depends on their durability during battery operation. Therefore, it is the aim of this thesis to identify important degradation mechanisms of layered transition-metal oxide CAMs and to precisely quantify their impact on the electrochemical performance and capacity fading. In order to differentiate between degradation modes occurring at the surface and within the bulk of the materials, we employed on-line electrochemical mass spectrometry (OEMS) as well as X-ray (XPD) and neutron powder diffraction (NPD) in conjunction with several electrochemical and physicochemical analysis techniques.
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The development of new cathode active materials (CAMs) for lithium-ion batteries (LIBs) critically depends on their durability during battery operation. Therefore, it is the aim of this thesis to identify important degradation mechanisms of layered transition-metal oxide CAMs and to precisely quantify their impact on the electrochemical performance and capacity fading. In order to differentiate between degradation modes occurring at the surface and within the bulk of the materials, we employed o...
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Übersetzte Kurzfassung:
Die Entwicklung neuer Kathodenaktivmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien hängt entscheidend von deren Lebensdauer im Batteriebetrieb ab. Daher soll diese Arbeit einen Beitrag dazu leisten, wichtige Alterungsmechanismen in Übergangsmetall-Schichtoxiden zu verstehen und deren Einfluss auf das elektrochemische Verhalten und den Kapazitätsverlust exakt zu bestimmen. Um die Alterungsprozesse an der Oberfläche von denen im Inneren der Materialien zu unterscheiden, verwenden wir on-line elektrochemische Massenspektrometrie (OEMS) sowie Röntgen- (XPD) und Neutronenpulverdiffraktion (NPD) in Verbindung mit weiteren elektrochemischen und physikalisch-chemischen Analysetechniken.
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Die Entwicklung neuer Kathodenaktivmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien hängt entscheidend von deren Lebensdauer im Batteriebetrieb ab. Daher soll diese Arbeit einen Beitrag dazu leisten, wichtige Alterungsmechanismen in Übergangsmetall-Schichtoxiden zu verstehen und deren Einfluss auf das elektrochemische Verhalten und den Kapazitätsverlust exakt zu bestimmen. Um die Alterungsprozesse an der Oberfläche von denen im Inneren der Materialien zu unterscheiden, verwenden wir on-line elektrochemis...
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