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Präparation und Charakterisierung von „LiPON“ Feststoffelektrolyt-Dünnschichten und deren Grenzflächen

Schwöbel, André :
Präparation und Charakterisierung von „LiPON“ Feststoffelektrolyt-Dünnschichten und deren Grenzflächen.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2015)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Präparation und Charakterisierung von „LiPON“ Feststoffelektrolyt-Dünnschichten und deren Grenzflächen
Language: German
Abstract:

In der vorliegenden Arbeit wurde der Lithiumionen-Feststoffelektrolyt „LiPON“ mittels Kathodenzerstäubung als Dünnschicht hergestellt und eingehend mit oberflächenphysikalischen Messmethoden, wie beispielsweise Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS), charakterisiert. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit ist die Grenzflächenbildung des Elektrolyten zu den Elektrodenmaterialien LiCoO2 und Lithium. Hierzu wurden die jeweiligen Grenzflächen durch den Einsatz von in-situ XPS auf auftretende chemische Reaktionen und auf ihre elektronische Bandanpassung hin untersucht. Es konnte festgestellt werden, dass die chemische Struktur nahe der Grenzfläche in beiden Fällen gegenüber dem Volumen verändert ist. Des Weiteren wurden aufbauend auf der Halbzelle LiCoO2/LiPON Dünnschichtbatterien mit verschiedenen Anoden und Schutzschichten hergestellt und elektrochemisch mittels Lade-/Entladekurven, sowieso Zyklovoltammogrammen charakterisiert. Es wurde festgestellt, dass, für die Herstellung von funktionalen Zellen, die Verkapselung gegen die Atmosphäre essentiell ist. Außerdem wurden LiPON-Schichten mittels metallorganischer chemischer Gasphasenabscheidung hergestellt und charakterisiert.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
In this thesis thin films of the solid lithium ion conductor „LiPON“ have been prepared via RF sputtering. The films have been characterized using surface science techniques, e.g X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). A main topic of the present thesis is the interface formation between the lithium ion conductor and the electrode materials LiCoO2 and lithium. Chemical reactions at the interfaces and the electronic structure of the interfaces have been characterized using in-situ XPS. The results show a changed chemical structure near the interface compared to the bulk of the electrolyte. Furthermore, based on the half cell LiCoO2/LiPON thin film batteries have been built using various anode materials and protection layers. The cells have been characterized electrochemically using charge/discharge curves and cyclic voltammetry. It has been recognized that the protection of the cell against the atmosphere is essential for building functional devices. Additionally LiPON thin films have been prepared using metalorganic chemical vapour deposition.English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
Divisions: 11 Department of Materials and Earth Sciences
11 Department of Materials and Earth Sciences > Material Science
11 Department of Materials and Earth Sciences > Material Science > Surface Science
Date Deposited: 11 Dec 2015 12:24
Last Modified: 11 Dec 2015 12:24
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-51883
Referees: Jaegermann, Prof. Dr. Wolfram and Janek, Prof. Dr. Jürgen
Refereed: 8 December 2015
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/5188
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