The transport of lithium ions in liquid and solid phases is key to understanding the rate limitations of lithium-ion batteries. Here, two methods are presented to study the transport processes in both domains. First, impedance spectroscopy, guided by the transmission line model in blocking conditions, allows to measure the ionic resistance and tortuosity of electrodes. Second, small-angle neutron scattering is used to study the lithiation of anode graphite particles in situ and operando.
Translated abstract:
Der Transport von Lithium-Ionen in den festen und flüssigen Phasen spielt eine entscheidende Rolle zum Verständnis der Leistungsgrenzen von Lithium-Ionen-Batterien bei hohen Stromraten. In dieser Arbeit werden zwei Methoden zur Untersuchung der Transportprozesse in beiden Domänen behandelt. Zunächst werden mit Impedanzspektroskopie unter sogenannten blockierenden Bedingungen der ionische Widerstand und die Tortuosität von Elektroden gemessen. Daneben wird mit Neutronen-Kleinwinkelstreuung die Lithiierung von Graphitpartikeln der Anode in-situ und operando untersucht.
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Der Transport von Lithium-Ionen in den festen und flüssigen Phasen spielt eine entscheidende Rolle zum Verständnis der Leistungsgrenzen von Lithium-Ionen-Batterien bei hohen Stromraten. In dieser Arbeit werden zwei Methoden zur Untersuchung der Transportprozesse in beiden Domänen behandelt. Zunächst werden mit Impedanzspektroskopie unter sogenannten blockierenden Bedingungen der ionische Widerstand und die Tortuosität von Elektroden gemessen. Daneben wird mit Neutronen-Kleinwinkelstreuung die Li...
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