Photoelektronenspektroskopische Untersuchung von Natriumkobaltoxidkathoden Messungen an Feststoffbatterien unter operando Bedingungen im Ultrahochvakuum

Guhl, Conrad Rudolf (2019)
Photoelektronenspektroskopische Untersuchung von Natriumkobaltoxidkathoden Messungen an Feststoffbatterien unter operando Bedingungen im Ultrahochvakuum.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/8418

Kurzbeschreibung (Abstract)

In der vorliegenden Arbeit wird das Material Natriumkobaltoxid als Kathodenmaterial für Interkalationsbatterien untersucht. Um Informationen zur elektronischen Struktur des Materials bei unterschiedlichen Interkalationsgraden (welche Ladezuständen in der Batterie entsprechen) zu erhalten, wurden Modellzellen unter Ultrahochvakuumbedingungen (UHV) hergestellt. Durch elektrochemische Deinterkalation im UHV konnten operando Messungen mittels Photoelektronenspektroskopie (XPS) durchgeführt werden. Dies stellt ein neuartiges Messverfahren dar, welches im Rahmen dieser Arbeit entwickelt wurde. Weitere Experimente mit Modellzellen befassten sich mit Röntgenabsorptionsmessungen (XAS) des Kathodenmaterials und Grenzflächenuntersuchungen zwischen Elektrolyt und Elektrodenmaterialien. Basierend auf den Modellexperimenten konnte ein detaillierteres Verständnis zur Entwicklung der elektronischen Struktur von Natriumkobaltoxid bei verschiedenen Spannungen gegenüber metallischem Natrium erlangt werden. Einflüsse der elektronischen Struktur auf Elektrodenpotential und Stabilität wurden diskutiert und mit dem bekannten Schichtgitteroxidkathodenmaterial Lithiumkobaltoxid verglichen.

Typ des Eintrags:

Dissertation

Erschienen:

2019

Autor(en):

Guhl, Conrad Rudolf

Art des Eintrags:

Erstveröffentlichung

Titel:

Photoelektronenspektroskopische Untersuchung von Natriumkobaltoxidkathoden Messungen an Feststoffbatterien unter operando Bedingungen im Ultrahochvakuum

Sprache:

Deutsch

Referenten:

Jaegermann, Professor Wolfram ; Hahn, Professor Horst

Publikationsjahr:

28 Januar 2019

Ort:

Darmstadt

Datum der mündlichen Prüfung:

8 Januar 2019

URL / URN:

https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/8418

Kurzbeschreibung (Abstract):

Alternatives oder übersetztes Abstract:

Alternatives Abstract

Sprache

Within this thesis the material sodium cobalt oxide is studied as a cathode material for intercalation batteries. To get insights to the electronical structure of the material at various degrees of intercalation (corresponding to charge states in a battery) model cells were built under ultra high vacuum (UHV) conditions. By electrochemical deintercalation in the UHV operando measurements by photoelectron spectroscopy (XPS) were possible. This is a new measurement method, developed within this thesis. Further experiments with model cells covered x-ray absorption spectroscopy (XAS) measurements of the cathode material and interface analysis between electrolyte and electrode materials. Based on the model experiments a detailed understanding of the electronic structure evolution for sodium cobalt oxide at different potentials vs. sodium was obtained. Consequences for the electrode potential and stability were discussed and compared with the well-known layered oxide cathode material lithium cobalt oxide.

Englisch

URN:

urn:nbn:de:tuda-tuprints-84186

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC):

500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau

Fachbereich(e)/-gebiet(e):

11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Oberflächenforschung

Hinterlegungsdatum:

10 Mär 2019 20:55

Letzte Änderung:

10 Mär 2019 20:55

PPN:

Referenten:

Jaegermann, Professor Wolfram ; Hahn, Professor Horst

Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung:

8 Januar 2019

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