Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005 - lamp.tugraz.at

Lösungen
L22: Li-Ionen-Batterien und alkalische Brennstoffzellen
L22: Li-Ionen-Batterien und
alkalische Brennstoffzellen
– Untersuchungen im Rasterelektronenmikroskop
Lithium-Ionen-Zellen
Lithium-Ionen-Zellen bieten wesentliche Vorteile
(hohe Sicherheit, hohe Energiedichte, gute Zyklisierbarkeit
und keinen Memory-Effekt) gegenüber
den gängigen Blei- oder Ni /Cd-Akkumulatoren
und finden somit immer breitere Anwendung in
verschiedensten Bereichen. Von entscheidender
Bedeutung für eine Hochleistungs-Li-Ionen-Zelle ist
die Struktur und Modifikation des lamellaren Kohlenstoffs
(Abb. 1), der als Wirtsmaterial dient und
eine Lithium /Kohlenstoff-Einlagerungsverbindung
(LiC n ) bildet. Die Forschung im Bereich der Li-Ionen-
Zellen konzentriert sich derzeit auf die Auswahl von
geeigneten modifizierten Kohlenstoffmaterialien, um
die Kapazität und Zyklisierbarkeit der Li-Ionen-Zelle
zu erhöhen.
Modifikationen werden durch Einlagerung
(Substitution) von Fremdelementen wie z.B. Bor,
Stickstoff oder Phosphor erreicht. Entscheidend
für den Erfolg dieser Modifikationen ist die gezielte
morphologische und analytische Charakterisierung
der Proben im Mikro- und Nanometer-Bereich,
um daraus Erkenntnisse für die weiterführende
Forschung und Entwicklung in diesem Gebiet zu
erlangen. Abb. 2 zeigt einen derartigen modifizierten
Graphit, der mittels hochauflösender Rasterelektronenmikroskopie
(HREM) untersucht und charakterisiert
wurde.
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Abbildung 1:
Hochaufgelöstes REM(HREM)-Bild
einer herkömmlichen Graphitprobe. Abbildung 2: HREM-Bild einer modifizierten
Graphitprobe.
Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005
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