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Thermal Stability and Degradation of NCA in Solid-polymer Batteries

Besli, Münir Mustafa

Abstract:

Festkörperbatterien mit Polymerelektrolyt in Kombination mit Ni-reichen Kathodenmaterialien, wie zum Beispiel LiNi$_{0.8}$Co$_{0.15}$Al$_{0.05}$O$_{2}$ (NCA), sind vielversprechende Kandidaten für die nächste Generation von Energiespeichern. Angesichts der Vorteile hinsichtlich Sicherheit und der potentiellen Ermöglichung von hohen Energiedichten, haben sich zahlreiche (Start-up-) Unternehmen mit der Kommerzialisierung dieser Technologie auseinandergesetzt. Dennoch verbleiben einige technologische Herausforderungen, die auf die eingeschränkte Batterieleistung aufgrund des (thermisch) anfälligen Kathodenmaterials, die engen elektrochemischen Stabilitätsfenster nutzbarer Polymerelektrolyte, und andere, noch aufzuklärende, Degradationsprozesse zurückzuführen sind. ... mehr

Abstract (englisch):

Solid-state batteries utilizing solid-polymer electrolytes in combination with Ni-rich cathodes such as LiNi$_{0.8}$Co$_{0.15}$Al$_{0.05}$O$_{2}$ (NCA) are promising candidates for the next-generation of energy storage devices. Considering the advantages with regards to safety and potentially high energy densities, many start-ups and companies have looked into commercializing this technology. However, numerous challenges such as the restricted battery performance due to limitations arising from the (thermally) susceptible cathode material, the small electrochemical stability window of suitable polymer electrolytes, and other, yet to be elucidated, degradation processes remain. ... mehr


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000135453
Veröffentlicht am 26.07.2021
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Fakultät für Maschinenbau (MACH)
Publikationstyp Hochschulschrift
Publikationsdatum 26.07.2021
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000135453
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang xvi, 179 S.
Art der Arbeit Dissertation
Fakultät Fakultät für Maschinenbau (MACH)
Institut Fakultät für Maschinenbau (MACH)
Prüfungsdatum 14.06.2021
Schlagwörter lithium-ion battery, solid-polymer electrolyte, nickel-rich cathode, synchrotron
Referent/Betreuer Schneider, G.
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
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