Novel functional ceramics using anionic substitution in oxidic systems (A04)

• Subject Area: Materials Science
• Term: from 2003 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5485550

Unsere Arbeit für die zweite Förderperiode gründet sich auf die gut untersuchten Eigenschaften von amorphen SiCN-Keramiken wie Korrosionsbeständigkeit und hohe thermische Stabilität, sowie auf die Ergebnisse des vergangenen Projektzeitraums mit SiCN:Li- Phasen. Der Einbau von Lithium in die SiCN-Matrix führte zu neuen Keramiken, die auf ihre Eignung für die Anwendung als Lithiumionen leitender Festelektrolyt untersucht wurden. Viel versprechende Eigenschaften zeigen SiCN/Graphit-Kompositmaterialien, die als interkalierbares Anodenmaterial in Lithiumionen-Batterien die Zyklenbeständigkeit verbessern. Nach heutigem Stand der Technik ist Graphit das Anodenmaterial der Wahl in Lithiumionen- Batterien. Als Hauptgrund für das Versagen solcher Anoden gilt die Exfoliation des Graphits. Beschichtungen der aktiven Graphitpartikel mit physikalisch- und chemisch inerten Materialien können die Exfoliation und die damit verbundenen irreversiblen Kapazitäten minimieren. Ziel ist es, Anodengraphite mit amorphen SiCN(O)-Keramiken zu beschichten. Die elektrochemischen Eigenschaften dieser Materialien sollen durch geeignete Precursoren, sowie über die Prozessführung auf die jeweiligen Systeme angepasst werden. Insbesondere soll die in situ- Ausscheidung von graphitischem Kohlenstoff oder von nanoskaligem Silicium aus amorpher SiCN(O)-Keramik eingehend untersucht werden. Die Komposit-Mikrostruktur soll systematisch modifiziert werden, um das elektrochemische Verhalten der graphitischen Anodenmaterialien zu beeinflussen.

• DFG Programme: Collaborative Research Centres
• Subproject of: SFB 595: Electric Fatigue in Functional Materials
• Applicant Institution: Technische Universität Darmstadt
• Project Head: Professor Ralf Riedel