WeNDeLIB LixSiy

WeNDeLIB LixSiy

Im Rahmen des DFG-geförderten Schwerpunktprogramms WeNDeLIB (Werkstoffe mit Neuem Design für verbesserte Lithium-Ion-Batterien) besteht am Institut für Physikalische Chemie die Aufgabe thermodynamische und kinetische Stoffdaten an dem Kathodenmaterial LiFePO4 bzw. an dem Anodenmaterial LixSiy experimentell zu bestimmen.

Die intermetallischen Phasen der Lithiumsilicide (LixSiy) finden vor allem in Bezug auf das aktuell in Lithium-Ion-Batterien industriell eingesetzte Graphit (Interkalationsbildung mit Lithium) wegen einer höheren Speicherdichte besondere Aufmerksamkeit.

Es sind im Li-Si-System mehrere stöchiometrische Phasen bekannt, jedoch fehlen grundlegende Stoffdaten, um das System vollständig zu beschreiben. Aus diesem Grund wurden in der Vergangenheit die Wärmekapazitäten der vier thermodynamisch stabilen Lithiumsilicide und auf Basis dieser Wärmekapazitäten die Entropiewerte bestimmt (Abb. 1,2). Die Bildungsenthalpiewerte sind Bestandteil des aktuellen Forschungsvorhabens und werden mithilfe von Wasserstoff-Sorptionsmessungen (Absorption/Desorption) bestimmt (Abb. 3).

Das Gebiet der Lithiumsilicide liefert aber noch sehr viel weitere interessante und vor allem unerforschte Stoffdaten im Bereich der Thermodynamik und Kinetik, die experimentell bestimmt werden möchten. Stoffdaten der LiSi-Hochdruckphase bzw. der in einer Lithium-Ion-Batterie relevanten elektrochemischen Li15Si4-Phase sind hier genauso aufzuführen, wie den noch nicht im Detail geklärten Lithiierungs-/Delithiierungsmechanismus beim Laden/Entladen einer Lithium-Ion-Batterie mit Lithiumsilicid als Anodenmaterial.

Wärmekapazitäten der vier thermodynamisch stabilen LithiumsilicideBestimmung der Entropie der Li13Si4-PhaseWasserstoff-SorptionsmessungWendelib-Logo

 

 

 

 

Prof. F. Mertens

Prof. F. Mertens


Ansprechpartner

Zimmer 210

Telefon +49 3731 39-3737
Florian [dot] Mertensatchemie [dot] tu-freiberg [dot] de