Sabrina Heuer

 

Herstellung und Charakterisierung von Lithium Lanthan Zirkonat Festkörperelektrolyten für Lithium-Ionen-Batterien

Abb.1: Aufbau einer konventionellen Lithium-Ionen-Batterie (links) und einer Festkörperbatterie (rechts).[2 Urheberrecht: http://www.spring8.or.jp/en/news_publications/research_highlights/no_49/ Abb.1: Aufbau einer konventionellen Lithium-Ionen-Batterie (links) und einer Festkörperbatterie (rechts).[2

Die zunehmende, immer schneller voranschreitende Technisierung in unserer Gesellschaft führt zu einem stetig steigenden Bedarf an sicheren und effizienten Energiespeichersystemen. Die zurzeit hauptsächlich verwendeten Lithium-Ionen Batterien besitzen aufgrund ihrer eingesetzten organischen Elektrolyten einige sicherheitsrelevante Nachteile. Diese könnten möglicherweise mithilfe von anorganischen Festkörpermaterialien verbessert werden. Dazu zählen unter anderem Granatstrukturen, wie zum Beispiel das kubische LLZ (Li7La3Zr2O12), welches sich durch hohe Lithium-Ionenleitfähigkeit auszeichnet. Die Lithium-Ionenleitfähigkeit dieser Materialen liegt im Bereich von 10-3- 10-4 S cm-1.[1]
Für gute Ionenleitfähigkeit und Separierung von Anode und Kathoden werden LLZ Keramiken mit hoher Dichte benötigt.
In dieser Masterarbeit soll das Sinterverhalten sowie die Mikrostrukturentwicklung von LLZ untersucht werden, wobei die Charakterisierung hauptsächlich über Dilatometrie, Röntgendiffraktometrie und Rasterelektronenmikroskopie erfolgen soll.

[1] D.Rettenwander, R.Wagner, J.Langer, M.E.Maier, M.Wilkening, G.Amthauer, Eur..J.Mineral. 2016, 28, 619-629.

[2] http://www.spring8.or.jp/en/news_publications/research_highlights/no_49/