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Quantitative Veränderungen von Batterieelektroden mit komplementären röntgenspektrometrischen Methoden untersucht

26.01.2023

Bild: Vergleich der Röntgenabsorptionsmessungen der drei NMC-Kathoden an den Ni-K- und Co-K-Kanten. Die drei Verbindungen unterscheiden sich in den Verhältnissen von Nickel, Mangan und Kobalt: (1:1:1), (6:2:2) und (8:1:1).

Auf der Fachtagung ‚Prozessnahe Röntgenanalytik (PRORA) 2022‘ wurde Karina Bzheumikhova, Doktorandin in der Arbeitsgruppe 7.24 Röntgenspektrometrie, mit dem Posterpreis für die Präsentation ihrer Arbeit ‚X-ray spectroscopy investigation of LiNixCoyMn1-x-yO2 cathode materials: the final step to understanding pristine NMC cathode materials‘ ausgezeichnet.

Link zur Fachtagung: iap-adlershof.com/11-prora/.

 Im Rahmen der PRORA 2022 hat Karina Bzheumikhova Ergebnisse ihrer Promotion zu Untersuchungen an NMC (Nickel-Mangan-Cobalt)-Batteriekathoden mit komplementären röntgenspektrometrischen Methoden vorgestellt. Die Arbeiten sind im Rahmen des EURAMET EPM (European Partnership on Metrology)-Projektes ‚OpMetBat‘ durchgeführt worden. Bei der Untersuchung von drei Kathoden mit unterschiedlichen Nickelanteilen wurde festgestellt, dass die Erhöhung des Nickelanteils eine Veränderung der Oxidationszustände der Nickelatome sowie auch der Cobaltatome verursacht. Mit Hilfe von numerischen Berechnungen konnte eine quantitative Veränderung der Oxidationszustände von 3,8 % (±0.4 %) der Cobaltatome festgestellt werden. Derzeit gibt es keine allgemein akzeptierte Methode zur Bestimmung der Ursachen der Kathoden-Degradation auf atomarer Ebene. Es ist jedoch bekannt, dass diese Mechanismen komplex und nichtlinear sind und selbst kleine Änderungen der Oxidationszustände die Eigenschaften von Metalloxiden stark beeinflussen können.

Ansprechpartner:

K. Bzheumikhova, 7.24, E-Mail: Opens local program for sending emailKarina.Bzheumikhova(at)ptb.de

B. Beckhoff, 7.24, E-Mail: Opens local program for sending emailBurkhard.Beckhoff(at)ptb.de

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