Regensburg 2010 – wissenschaftliches Programm

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MM: Fachverband Metall- und Materialphysik

MM 57: Topical Session Battery Materials III

MM 57.4: Vortrag

Donnerstag, 25. März 2010, 15:00–15:15, H6

Grenzflächen-Untersuchungen an Festkörper-Batterien — •Susanne Jacke, Jie Song, Gennady Cherkashinin, René Hausbrand und Wolfram Jagermann — TU Darmstadt, Fachbereich Materialwissenschaft, Petersenstrasse 32, 64287 Darmstadt

Dünnschicht-Festkörperbatterien sind in letzter Zeit in den Fokus verschiedener Forschungsaktivitäten für Anwendungen in mobilen elektronischen Geräten sowie Mikroelektronik oder Solarzellen gerückt. Ein wichtiger Aspekt bei der Verbesserung der Eigenschaften dieser Batterien ist das Verständnis der Ermüdungserscheinungen. Bei dem Zyklieren der Batterien spielen die Grenzflächen zwischen Elektrolyt und Elektroden eine wichtige Rolle. In der vorliegenden Studie wurde die Entstehung von Festkörper-Festkörper Grenzflächen schon während des Aufwachsprozesses der Batterie in der Herstellung untersucht. So wurde die Entstehung der Grenzschicht zwischen Kathode und Elektrolyt sowie die zwischen Anode und Elektrolyt untersucht, indem ihre Zusammensetzung nach kurzen Depositionsschritten mit Photoelektronenspektroskopie analysiert wurde. Die Kathode, bestehend aus LiCoO2, wurde mit Hilfe von Sputter-Deposition aufgebracht, ebenso wie der LiPON- Elektrolyt und die Lithium-Aluminium-Anode. Eine auf diese Weise hergestellte Batterie zeigte das charakteristische Zyklierungsverhalten einer Batterie. Einige interessante Abweichungen von der Festkörperstruktur wurden an der Grenzfläche gefunden: so entsteht z.B. an der Grenzfläche Elektrolyt-Kathode eine Zwischenschicht, die Nitrit- (NO2)-, und Nitrat (NO3)- Produkte enthält.