Meyer, Florian (2020) Mikrowellensynthese von mesoporösem Zinndioxid als Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

SnO2 ist eine gute Wahl als Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien. SnO2 besitzt eine hohe theoretische Kapazität von 782 mA·h·g-1, Lithiumaufnahme und -abgabe finden bei einem niedrigen Potential von nur 0,6 V statt und in Kombination mit z. B. einer LiCoO2-Kathode können Potentialdifferenzen von 3 V erreicht werden. SnO2 ist kostengünstig, ungiftig sowie elektrochemisch und chemisch stabil. Auftretende Volumenänderungen durch Expansion und Kontraktion des SnO2 während der Lade- und Entladevorgänge können durch eine geordnete mesoporöse Struktur kompensiert werden. Durch die mesoporöse Struktur wird die thermische und mechanische Stabilität verbessert, Diffusionswege für die Lithium-Ionen werden verkürzt und durch die hohe Oberfläche entsteht eine hohe Anzahl von aktiven Zentren für die Lithiumeinlagerung. In dieser Arbeit wurde SnO2 mit Hilfe eines Mikrowellenofens synthetisiert. Anschließend wurde das SnO2 strukturell und elektrochemisch charakterisiert.

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Microwave synthesis of mesoporous tin dioxide as anode material for lithium-ion batteries

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Lithium-ion batteries are very prospective for future battery technology. SnO2 is a good choice as anode material due to its high theoretical capacity of 782 mA·h·g-1, its low potential of lithium release and up-take at just ~0.6 V vs. Li/Li+, and its high potential of about 3 V in combination with e.g. a LiCoO2 cathode. On top of this SnO2 is relatively inexpensive, non-toxic, electrochemically and chemically stable. The disadvantage of volume expansion-contraction during cycling can be overcome using SnO2 with ordered structural mesoporosity. The mesoporous structure increases the thermal and mechanical stability, minimizes the diffusion length for the Li+ ions and the large surface area offers a huge number of active sites for Li+ insertion. In this thesis SnO2 was synthesized by applying microwave irradiation. Afterwards the SnO2 was characterized structurally and electrochemically.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	Mikrowellenstrahlung, Chemische Synthese, Zinndioxid, Lithium-Ionen-Akkumulator, Nanoporöser Stoff, Anode
Subjects:	Science and mathematics > Chemistry
Divisions:	Faculty of Mathematics and Science > Department of Chemistry (IfC)
Date Deposited:	14 Sep 2020 12:49
Last Modified:	14 Sep 2020 15:04
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/4669
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-47500
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