Einfluss von Dehnung auf die Ionenleitfähigkeit von Feststoff-Elektrolyten in All-Solid-State-Batterien

• Antragsteller: Dr. Payam Kaghazchi
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 383045781

Kubisches Li7La3Zr2O12 (c-LLZO) und Li10GeP2S12 (LGPS) sind vielversprechende Festelektrolytmaterialien für Li-Ionen-Batterien (LIB). Für eine Anwendung dieser Elektrolyte muss jedoch die Ionenleitfähigkeit bei Raumtemperatur verbessert werden. Manipulation des Gitters durch Dehnung ist eine neue Strategie zur Steuerung der Ionenleitfähigkeit von Festelektrolytmaterialien. In diesem Projekt werden wir den Einfluss der Dehnung auf den Mechanismus und die Leitfähigkeit von Li-Transport in c-LLZO und LGPS mit DFT-basierter Thermodynamik von Defekten und ab initio-Molekulardynamik untersuchen. Auf der fundamentalen Seite ist es unser Ziel einen rechnerisch effizienten und genauen theoretischen Ansatz (genannt "elastischer Dipol-Tensor"-Ansatz) zu untersuchen, um die Formationsenergie (Konzentration der Ladungsträger), die Migrationsbarriere (die Beweglichkeit der Ladungsträger) und die Leitfähigkeit der Ladungsträger in festen Elektrolyten für jeden Grad der Dehnung vorherzusagen. Die Gültigkeit dieses Ansatzes für komplexe Materialien wie feste c-LLZO- und LGPS-Elektrolyte wird untersucht. Die Ergebnisse dieser Arbeit können ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Auswirkungen der Dehnung auf die Entladungsrate All-Solid-State-Batterien sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen