Diffusionspfade und Aktivierungsenergien in kristallinen Lithiumionenleitern

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Bredow; Professor Dr. Martin Lerch
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 119336273

Die detaillierte Kenntnis der Bewegung von Lithiumionen in Festkörpern ist essentiell zum tiefer gehenden Verständnis der Transportvorgänge in z. B. Materialien für Lithiumionenbatterien. Im Rahmen des Teilprojekts TP 2 sollen Erkenntnisse über die Geometrie der Ionenbewegung und die zu überwindenden Potentialschwellen von Lithiumionen in ausgewählten Ionenleitern, die im Fokus der Forschergruppe stehen, mittels experimenteller und theoretischer Methoden gewonnen werden. Aus der Analyse von mittels in situ-Neutronendiffraktion bestimmten Aufenthaltswahrscheinlichkeitsdichten und Einteilchenpotentialen sollen Informationen zu Diffusionspfaden und den Aktivierungsenergien für die Ionenbewegung erhalten werden. Quantenchemische Rechnungen liefern Daten zu möglichen Diffusionspfaden und deren jeweiliger Aktivierungsenergie. Berechnete spektroskopische Daten dienen zur Unterstützung experimenteller Arbeiten zur Charakterisierung der Substanzen. Ergänzt durch die in den anderen Teilprojekten mittels komplementärer Methoden erarbeiteten Ergebnisse kann so ein grundlegendes Verständnis der Transportvorgänge erreicht werden. Eine unter rationalen Gesichtspunkten durchzuführende Optimierung der elektrochemischen Eigenschaften von Lithiumionenleitern ist nur mit diesen Informationen möglich.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1277: Mobilität von Lithiumionen in Festkörpern (molife)