Subject of this thesis is the application of advanced in-operando characterization techniques such as EC-STM, EQCM and supportive XRD, which are further developed and customized in order to study electrochemical processes of electrode materials for secondary Na-ion batteries. The focus of this research is to gain a mechanistic understanding of functional surface film formations at the electrode-electrolyte interface and the reversible Na-ion intercalation into a negative graphite electrode and a positive V2O5 electrode. Based on the obtained fundamental knowledge, a fully operative prototype of a rechargeable graphite | V2O5 Na-ion battery is demonstrated.
Übersetzte Kurzfassung:
Thema dieser Dissertation ist die Anwendung hochentwickelter in-operando Charakterisierungstechniken, wie EC-STM, EQCM und unterstützend XRD, welche weiterentwickelt und darauf abgestimmt werden, elektrochemische Prozesse an Elektrodenmaterialien für wieder aufladbare Na-Ionen-Batterien zu untersuchen. Ziel dieser Forschung ist es, ein mechanistisches Verständnis der Bildung funktioneller Oberflächenfilme in der Elektrode-Elektrolyt Grenzschicht und der reversiblen Na-Ionen Interkalation in eine negative Graphitelektrode und eine positive V2O5 Elektrode zu erlangen. Auf diesen fundamentalen Erkenntnissen aufbauend wird der Betrieb eines voll betriebsfähigen Prototyps einer wieder aufladbaren Graphit | V2O5 Na-Ionen Batterie demonstriert.
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