KIP-Veröffentlichungen

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Dotierung und Charakterisierung des tetragonalen Polymorphs des LiCoPO₄ mit verschiedenen Metallionen, das heißt von LiCo_1-xM_xPO₄^tetra mit M=Fe, Cu, Mn, Al, Ca oder Mg. Die Materialien wurden mittels Mikrowellen-unterstützter Hydrothermalsynthese hergestellt und durch Röntgendiffraktion, Rasterelektronenmikroskopie, energiedispersiver Röntgenspektroskopie und zyklischer Voltammetrie charakterisiert. In der Synthese wurden systematisch die Syntheseparameter pH-Wert des Eduktes, nomineller Anteil der Dotierungsatome in den Edukten und die verwendeten Ausgangsstoe (Acetat, Oxalat) variiert. Dabei wurden erfolgreich Fe- und Cu-dotierte Materialien mit maximalen Dotierungen von x =0,085 bzw. x =0,043 hergestellt. Allerdings zeigen sich stets Fremdphasen in den Syntheseprodukten. Es tritt eine kontinuierliche Veränderung der Morphologie der Kristalle mit steigender nomineller Dotierung auf. In der elektrochemischen Charakterisierung mittels zyklischer Voltametrie wurde der Einfluss der Dotierung anhand zusätzlicher Redoxpaare deutlich. Dabei wurden bei Fe-Dotierung bei 3,5 V / 3,3 V und bei Cu-Dotierung bei 3,2 V / 1,8 V zusätzliche Redoxpaare gefunden, welche den Fremdatomen zugeordnet werden können.

The aim of this work is to dope and characterise the tetragonal polymorph of LiCoPO₄^tetra with different metal ions, i.e. of LiCo_1-xM_xPO₄^tetra with M=Fe, Cu, Mn, Al, Ca and Mg. The materials were synthesized by microwave-assisted hydrothermal synthesis and characterized by means of x-ray diraction, scanning electron microscopy, energy-dispersive x-ray spectroscopy and cyclic voltammetry.
Several synthesis parameters such as pH-value of the reactants, nominal content of the dopants in the reactants, and different reactants (acetate, oxalate) were varied systematically. Doping with iron and copper was successfull and yielded maximum doping levels of x = 0,085 and x = 0,043 respectively. However the synthesis products always show impurity phases. Increasing the nominal doping level causes changes in the morphology of the crystals. In the electrochemical measurements the influence of the doping on the CV was observed by additional redox couples. Upon doping with iron a redox couple at 3,5 V / 3,3 V, with copper at 3,2 V / 1,8 V was found, which is associated with the dopants.