Mikrostruktur von Lithium-Mangan-Oxid

Maier, Johannes

dc.contributor.advisor	Nowak, Carsten Dr.
dc.contributor.author	Maier, Johannes
dc.date.accessioned	2017-04-20T08:44:48Z
dc.date.available	2017-04-20T08:44:48Z
dc.date.issued	2017-04-20
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0023-3E1C-4
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.53846/goediss-6262
dc.language.iso	deu	de
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.ddc	530	de
dc.title	Mikrostruktur von Lithium-Mangan-Oxid	de
dc.type	doctoralThesis	de
dc.title.translated	Microstructure of Lithium Manganese Oxide	de
dc.contributor.referee	Volkert, Cynthia A. Prof. Dr.
dc.date.examination	2016-12-06
dc.subject.gok	Physik (PPN621336750)	de
dc.description.abstractger	Die Transporteigenschaften des lokalen ionischen Transports in Aktivmaterialien von Lithium-Ionen-Batterien, wie Lithium-Mangan-Oxid, sind entscheidend durch die Mikrostruktur des Materials beeinﬂusst. Die 3D-Charakterisierung dieser Mikrostruktur stellt eine hohe Anforderung an die Nachweisbarkeit von Lithium. Dafür eignet sich besonders die Atomsondentomographie: Eine Methode mit sub-Nanometer räumlicher Auflösung bei gleichzeitiger chemischer Auﬂösung im sub-Promillebereich und einer elementunabhängigen Nachweisbarkeit für Lithium und Mangan. Für die Analyse des Lithium-Mangan-Oxids wurde eine Laser-unterstützte Atomsonde aufgebaut, deren charakteristischen Eigenschaften in dieser Arbeit beschrieben sind. Durch eine Parameterstudie wurde gezeigt, dass insbesondere die räumliche Verteilung des Lithium im statischen Zustand mit dieser Methode analysiert werden kann. Lokale strukturelle und chemische Defekte, wie Fremdphasen, Zwillinge und lokale Variationen im Lithiumanteil wurden nachgewie- sen und deren Einﬂuss auf die Transporteigenschaften diskutiert. Durch die erstmalige Rekonstruktion von Netzebenen des Lithium-Mangan-Oxid in defektfreien Bereichen wird die hohe Ortsauﬂösung der Methode demonstriert. Die Ergebnisse demonstrieren die Notwendigkeit der lokalen Analyse zum Verständnis der lokalen Prozesse, wobei die Atomsondentomographie einen entscheidenden Beitrag zur 3D-Charakterisierung der Mikrostruktur liefert.	de
dc.description.abstracteng	Local ion-transport processes in active materials of lithium-ion batteries like lithium manganese oxide are essential inﬂuenced by the microstructure but is not yet well characterised. Atom probe tomography, a method combining sub-nanometer spatial resolution with sub-parts-per-thousand chemical resolution, is routinely used for the characterisation of microstructures and has the advantage of element independent detection efficiencies of lithium and manganese. For the characterisation of lithium manganese oxide an in house constructed laser-assisted atom probe was installed and is described in this thesis. Herein, results of structural and chemical defects such as foreign phases, twins and local variation of the lithium content are presented and their inﬂuences on the local transport properties are discussed. Due to the high mobility of lithium ions in lithium manganese oxide the inﬂuence of the measurement itself on the spatial distribution was veriﬁed by a parameter study. In defect free regions lattice planes of lithium manganese oxide are reconstructed for the ﬁrst time, demonstrating the high spatial resolution of the method. Thus, the results demonstrate the necessity of local analysis for under-standing local processes and atom probe tomography provides a key access to the 3D microstructural characterisation.	de
dc.contributor.coReferee	Schröder, Uwe Prof. Dr.
dc.subject.ger	Lithium-Mangan-Oxid	de
dc.subject.ger	LMO	de
dc.subject.ger	Atomsondentomographie	de
dc.subject.ger	Mikrostruktur	de
dc.subject.ger	Defekte	de
dc.subject.ger	Elektrochemie	de
dc.subject.ger	Energiespeicher	de
dc.subject.ger	Lithium-Ionen Batterien	de
dc.subject.eng	Lithium Manganese Oxide	de
dc.subject.eng	LMO	de
dc.subject.eng	atom probe tomography	de
dc.subject.eng	microstructure	de
dc.subject.eng	defects	de
dc.subject.eng	electrochemistry	de
dc.subject.eng	energy storage	de
dc.subject.eng	lithium ion batteries	de
dc.identifier.urn	urn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-0023-3E1C-4-1
dc.affiliation.institute	Fakultät für Physik	de
dc.identifier.ppn	884719588

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