Solid-state electrolyte thin films fabricated by atomic layer deposition for solid ionic devices
Physical Chemistry of Solids and Surfaces, Material Characterisation
Final Report Abstract
Im Rahmen dieses Projektes konnten zwei verschiedene Arten von heterogenen Feststoff-Elektrolyt-Systemen hergestellt werden. Einerseits wurden über ALD Multilagen-Systeme mit alternierenden Lagen einer ionenleitenden LiOxNy-Schicht und einer isolierenden AlOx-Schicht hergestellt. Es konnte gezeigt werden, dass die Grenzschichten zwischen diesen amorphen Einzellagen einen positiven Einfluss auf die laterale Gesamtleitfähigkeit haben und es wurde sowohl für die ionenleitende Schicht als auch für die isolierende Schicht eine optimale Einzelschichtdicke bei gleichbleibender Gesamtfilm-Dicke gefunden. Weiterhin wurden Pulver-basierte Feststoff-Elektrolyte der Zusammensetzung (1- x)Li3PS4-xLi3PO4 (x = 0 … 0.4) hergestellt. Wiederum konnte gezeigt werden, dass die gemischten Systeme eine höhere Gesamtleitfähigkeit aufweisen. Dies konnte wiederum auf die Grenzflächen zwischen oxydischen und sulfidischen Komponenten aber auch auf eine Variation der lokalen Umgebungen um den Phosphor herum zurückgeführt werden. Mit diesen Feststoff-Elektrolyten konnten komplette Feststoff- Batterien gebaut und deren Funktion über 100 Lade-/Entlade-Zyklen nachgewiesen werden.
Publications
- Enhancement of Ionic Conductivity in Novel LiON-AlOx Multilayer Heterostructures Prepared by Atomic Layer Deposition, Solid State Ionics 373, 115796 (2021)
X. Luo, A. Fiedler, R. Azmi, W. Xu, R. Huang, H. Geßwein, J. Maibach, M. Bruns, S. Indris, H. Ehrenberg, X. Y. Kong
(See online at https://doi.org/10.1016/j.ssi.2021.115796)
