Kinetics of Li intercalation at amorphous silicon electrodes

非晶硅电极锂嵌入动力学

• 批准号: 214284151
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Günter Borchardt
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Metallurgie
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2010-12-31 至 2015-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/214284151?language=en
• 关键词: Kinetics; Li; intercalation; amorphous; silicon

Lithium-Ionen-Batterien befinden sich als wiederaufladbare Energiequellen für transportable elektronische Geräte großmaßstäblich in Gebrauch und werden zudem kontinuierlich weiterentwickelt. Es zeichnet sich ab, dass sie im Transportwesen künftig ebenfalls eine zentrale Rolle spielen werden. Kinetische Prozesse an den Elektroden während des Lade- und Entladevorgangs spielen dabei eine Schlüsselrolle für ein grundlegendes Verständnis und auch für die Optimierung dieser Batterien. Im vorliegenden Projekt planen wir eine Untersuchung der Interkalation von Lithium in negative Elektroden anhand des Modellsystems amorphes Silizium. Hierzu soll In-situ-Neutronenstreuung in Kombination mit elektrochemischen Methoden (zyklische Voltammetrie, Impedanzspektroskopie, Quartz-Kristall-Mikrowaage) eingesetzt werden. Zudem sollen Tracerdiffusionskoeffizienten (stabile Isotope) und chemische Diffusionskoeffizienten mit Sekundärionen-Massenspektrometrie bestimmt werden. Aus den komplementären Ergebnissen erwarten wir ein umfassendes Bild der kinetischen Prozesse an negativen Elektroden, welches durch existierende Reaktions-Diffusions-Modelle oder modifizierte alternative Modelle bestätigt werden soll.

Lithium-Ionen-Batterien befinden sich als wiederaufladbare Energiequellen für transportable elektronische Geräte großmaßstäblich in Gebrauch und韦尔登zudem kontinuierlich weiterentwickelt.这是因为，他们在交通工具中可以使用一个中心角色韦尔登。Kinetische Prozesse an den Elektroden während des Lade- und Entladevorgangs spielen dabei eine Schlüsselrolle für ein grundamentals des Verständnis und auch für die Optimierung dieser Batterien.本项目计划研究锂离子在负电极和非晶态硅模型系统中的嵌入。采用电化学方法（伏安法、阻抗法、石英晶体微电阻法）进行现场中子注入韦尔登。用Sekundärionen-Massenspektrometrie测定示踪扩散系数（稳定同位素）和化学扩散系数。我们通过对反应扩散模型的分析或对最佳韦尔登模型的改进，得出了一个动力学过程图。