Mechanical and electrochemical properties of mixed transition metal oxides in cathode materials
- Ein vielversprechender Ansatz zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Kathodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien liegt in der Metallmischung. In dieser Arbeit nutzten wir Rechnungen mit Dichtefunktionaltheorie um elektrochemische Eigenschaften von LiM\({_x}\)M'\(_{1-x}\)PO\(_{4}\) (M,M'= Übergangsmetalle) Olivinphosphat und LiNi\(_{x}\)Mn\(_{y}\)Co\(_{1-x-y}\)O\(_{2}\) Schichtoxiden zu berechnen. Die verschiedenen Fälle haben wir hinsichtlich ihrer Bildungsenergie, Volumenänderung bei Interkalation, Interkalationsspannung, thermische Stabilität und Energiedichte klassifiziert. Unsere Resultate zeigen dass partielle Substitution der Eisenlage durch LiFePO\(_{4}\) mit Nickel die Energiedichte sowie die elektronische Leitfähigkeit vergrössern und gleichzeitig die Volumenänderung bei (De-)Interkalation minimieren kann. Wir konnten zeigen, dass die beste elektrochemische Performance sowie ein Minimum der Volumenvariation in Schichtoxiden für ternäre Mischungen von LiNi\(_{0.33}\)Mn\(_{0.33}\)Co\(_{0.33}\)O\(_{2}\) zu finden ist.
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| Author: | Hamidreza HajiyaniGND |
|---|---|
| URN: | urn:nbn:de:hbz:294-50387 |
| Referee: | Ralf DrautzORCiDGND, Jörg NeugebauerGND |
| Document Type: | Doctoral Thesis |
| Language: | English |
| Date of Publication (online): | 2016/11/20 |
| Date of first Publication: | 2016/11/20 |
| Publishing Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek |
| Granting Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie |
| Date of final exam: | 2016/02/09 |
| Creating Corporation: | Fakultät für Physik und Astronomie |
| GND-Keyword: | Lithium-Ionen-Akkumulator; Korngrenze; Ab-initio-Rechnung; Computersimulation; Dichtefunktionalformalismus |
| Institutes/Facilities: | Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation (ICAMS), Department of atomistic modelling and simulation (AMS) |
| Dewey Decimal Classification: | Naturwissenschaften und Mathematik / Physik |
| faculties: | Fakultät für Physik und Astronomie |
| Licence (German): |  Keine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht |
