LISICON-Festkörperelektrolyte zur Herstellung stabiler sekundärer Lithium-Dünnschichtbatterien

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Ziel des Projekts ist es, eine Li-Ionen-Dünnschichtbatterie mit einem anderen Festkörperelektrolyten als dem gängigen stickstoffsubstituierten Phosphatglas (LiPON) zu präparieren und hinsichtlich ihrer Eigenschaften zu untersuchen. Die Festkörperelektrolyt-Gruppe mit NASICON-Struktur mit der Formel Li1+xM2−xM`xP3O12 mit M= Al und M`=Ge ist aufgrund ihrer Volumeneigenschaften für die Anwendung in sekundären Li-Ionen Batterien besonders vielversprechend und soll daher verwendet werden. Diese Materialgruppe ist stabil an Luft, auch bei höherer Feuchte, und besitzt eine hohe ionische Leitfähigkeit. Innerhalb des Projekts sollen ausgewählte Zusammensetzungen dieser Materialgruppe mit Hilfe der Ko-Sputter Abscheidung in Dünnschichttechnik synthetisiert werden und mit einem Kathodenmaterial (LiCoO2) und einem Anodenmaterial kombiniert werden. Die Stöchiometrie und Struktur des Festkörperelektrolyten und seine Grenzflächen mit den Elektrodenmaterialien sollen analysiert und mit Leitfähigkeitsmessungen korreliert werden. Die Grenzflächen, die bisher wenig untersucht wurden, stehen hierbei besonders im Fokus. Mit den Festkörperelektrolyten hergestellte Batterien sollen zyklisch geladen und entladen werden, um das elektrochemische Verhalten und die Grenzflächeneigenschaften der Batterie im Zusammenhang zu untersuchen.