Ab-initio modeling of HE-NCM as cathode material for lithium-ion batteries
- Hoch-Energie NCM (HE-NCM), ein Komposit aus Li\(_{2}\)MnO\(_{3}\)und LiMO\(_{2}\) (M = Ni, Co, Mn), gilt als eines der vielversprechendsten Kathodenmaterialien, um die Anforderungen an Lithium-Ionen Batterie Systeme für elektrische Fahrzeuge zu erfüllen. In dieser Arbeit wird die bei Batteriebetrieb auftretende elektrochemische Degradation des Materials mit atomistischen Simulationsmethoden unter Verwendung von Dichtefunktionaltheorie untersucht. Hierbei wird der Ursprung der hohen Startkapazitäten sorgfältig betrachtet und ein Zusammenhang zur elektrochemischen Degradation hergestellt. Die durchgeführten Rechnungen zeigen, dass bei Delithiierung zwei Mechanismen, Peroxidformierung und Sauerstoffverlust, auftreten, welche schädliche Auswirkungen auf die Materialperformance haben. Durch elementare Substitution mit redoxaktiven Spezies kann die Beteiligung von Sauerstoff am Redoxprozess reduziert und die elektrochemische Degradation verringert werden.
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| Author: | Anika MarusczykGND |
|---|---|
| URN: | urn:nbn:de:hbz:294-59594 |
| Referee: | Ralf DrautzORCiDGND, Christian ElsässerGND |
| Document Type: | Doctoral Thesis |
| Language: | English |
| Date of Publication (online): | 2018/07/17 |
| Date of first Publication: | 2018/07/17 |
| Publishing Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek |
| Granting Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie |
| Date of final exam: | 2018/01/10 |
| Creating Corporation: | Fakultät für Physik und Astronomie |
| GND-Keyword: | Batterie; Lithium-Ionen-Akkumulator; Kathode; Übergangsmetalloxide; Simulation |
| Dewey Decimal Classification: | Naturwissenschaften und Mathematik / Physik |
| faculties: | Fakultät für Physik und Astronomie |
| Licence (German): |  Keine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht |
