Herstellung und Charakterisierung von Lithiumeisenphosphat für Batteriekathodenwerkstoffe:
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| adam_text | HERSTELLUNG UND CHARAKTERISIERUN VON LITHIUMEISENPHOSPHAT FUER
BATTERIEKATHODEN WERKSTOFFE VORGELEGT VON DIPLOM-MINERALOGE CHRISTOPH
KALIFASS AUS SCHWAEBISCH HALL VON DER FAKULTAET III * PROZESSWISSENSCHAFTEN
DER TECHNISCHEN UNIVERSITAET BERLIN ZUR ERLANGUNG DES AKADEMISCHEN GRADES
DOKTOR DER NATURWISSENSCHAFTEN - DR. RER. NAT. - GENEHMIGTE DISSERTATION
PROMOTIONSAUSSCHUSS: VORSITZENDER: PROF. DR. RER. NAT. F. BEHRENDT
BERICHTER: PROF. DR. RER. NAT. H. SCHUBERT BERICHTER: DR. RER. NAT. H.
SCHIER TAG DER WISSENSCHAFTLICHEN AUSSPRACHE: 03.04.2009 BERLIN 2009 D83
INHALTSVERZEICHNIS 1 ABKUERZUNGSVERZEICHNIS 4 2 EINFUEHRUNG UND
HISTORISCHER UEBERBLICK 7 2.1 ZIELE DER ARBEIT 7 2.2 GESCHICHTLICHER
UEBERBLICK 8 2.2.1 LIMP0 4 - DIE ENTWICKLUNG ZUM BATTERIEWERKSTOFF 8
2.2.2 DAS MINERAL ARROJADIT 10 3 METHODEN ZUR CHARAKTERISIERUNG DER
WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN VON ARROJADIT 14 3.1 UEBERSICHT UEBER DIE
VERWENDETEN METHODEN 14 3.2 CHEMISCHE ANALYSE 16 3.2.1
PROBENVORBEREITUNG 17 3.2.2 ROENTGENFLUORESZENZSPEKTROSKOPIE 17 3.2.3
ATOMEMISSIONSSPEKTROMETRIE 18 3.2.4 ENERGIEDISPERSIVE
ROENTGENSPEKTROMETRIE 19 3.2.5 VERBRENNUNGSANALYSE 20 3.2.6
TRAEGERGASHEISSEXTRAKTION 20 3.3 THERMISCHE ANALYSE 21 3.3.1 SIMULTANE
THERMOANALYSE-MASSENSPEKTROMETRIE 21 3.3.2
HOCHTEMPERATURPULVERDIFFRAKTOMETRIE 21 3.3.2.1 SYNCHROTRON 21 3.3.2.2
HOCHTEMPERATURKAMERA 22 3.3.2.3 WAERMEDEHNUNG 23 3.3.3 THERMISCHE
STABILITAET 23 3.3.3.1 ARROJADIT 23 3.3.3.2 LIFEPC-4 24 3.4
STRUKTURANALYSE 24 3.4.1 PULVERDIFFRAKTOMETRIE 24 3.4.1.1 PHASENANALYSE
25 3.4.1.2 ERMITTLUNG UND VERFEINERUNG DER GITTERPARAMETER 25 3.4.2
TEXTURANALYSE 27 3.4.2.1 STANDARD-LABORDIFFRAKTOMETER 27 3.4.2.2
EULER-WIEGE 28 3.4.3 EINKRISTALLDIFFRAKTOMETRIE 30 3.4.3.1 MESSVERFAHREN
30 3.4.3.2 STRUKTURVERFEINERUNG 30 3.4.4 LI-MAGIC-ANGLE-SPINNING
KERNRESONANZSPEKTROSKOPIE 31 3.5 ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN:
LEITFAEHIGKEITS- UND KAPAZITAETSMESSUNG 31 3.6 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN:
E-MODUL UND HAERTE 32 1 4 MODIFIKATION DER CHEMISCHEN UND ELEKTRISCHEN
EIGENSCHAFTEN 34 4.1 VORUEBERLEGUNGEN UND GRUNDLAGEN 34 4.2
ANREICHERUNGSEXPERIMENTE MIT LITHIUMPERCHLORAT 36 4.3
EXTRAKTIONSEXPERIMENTE 38 5 ERGEBNISSE 39 5.1 CHEMISCHE ANALYSE 39 5.1.1
DAS MINERAL ARROJADIT 39 5.1.1.1 EDX-ANALYSE: PROBENKOERNER 40 5.1.1.2
EDX-ANALYSE: POLIERTE PROBENOBERFLAECHEN 42 5.1.2
LITHIUMANREICHERUNGSEXPERIMENTE: LITHIUMGEHALT DER PRODUKTE . . 43 5.1.3
EXTRAKTIONSEXPERIMENTE: KONZENTRATION DER KOMPLEXIERTEN KATIONEN 44 5.2
THERMISCHE ANALYSE 46 5.2.1 SIMULTANE THERMOANALYSE 46 5.2.2
HOCHTEMPERATURPULVERDIFFRAKTOMETRIE 51 5.2.2.1 SYNCHROTRON 51 5.2.2.2
HOCHTEMPERATURKAMERA 55 5.2.2.3 WAERMEDEHNUNG 57 5.2.3 THERMISCHE
STABILITAET 60 5.2.3.1 ARROJADIT 60 5.2.3.2 LIFEPC-4 63 5.3
STRUKTURANALYSE 66 5.3.1 EINKRISTALLDIFFRAKTOMETRIE 66 5.3.2
PULVERDIFFRAKTOMETRIE 73 5.3.2.1 EXTRAKTIONSEXPERIMENTE 73 5.3.2.2
ANREICHERUNGSEXPERIMENTE 74 5.3.2.3 STANDZEIT DER LITHIUMIONENBATTERIE *
GITTERKONSTANTEN- VERFEINERUNG UND PHASENANALYSE 76 5.3.3 TEXTURANALYSE
76 5.3.3.1 MESSUNG MIT DEM LABORDIFFRAKTOMETER 76 5.3.3.2 MESSUNG MIT
DER EULER-WIEGE 78 5.3.4
LI-MAGIC-ANGLE-SPINNING-KERNRESONANZSPEKTROSKOPIE 80 5.4 ELEKTRISCHE
EIGENSCHAFTEN: LEITFAEHIGKEITS- UND KAPAZITAETSMESSUNGEN . . . . 82 5.5
MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN: E-MODULE UND HAERTE 86 5.6
LITHIUMIONENBATTERIE - PERSPEKTIVEN 87 5.6.1 EINFUEHRUNG 87 5.6.2
OPTIMIERUNGSMOEGLICHKEITEN 88 6 DISKUSSION 90 6.1 EINLEITUNG 90 6.2
MODIFIKATION DER CHEMISCHEN UND ELEKTRISCHEN EIGENSCHAFTEN 90 6.3
THERMISCHE EIGENSCHAFTEN 93 6.4 STRUKTURELLE EIGENSCHAFTEN 96 6.5
ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN 98 7 AUSBLICK 102 2 8 ZUSAMMENFASSUNG 103 9
DANKSAGUNG 104 10 LITERATURVERZEICHNIS 105 3
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