KIP-Veröffentlichungen

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung der Batteriematerialien LiFePO4 und TiO2 mittels Impedanzspektroskopie. Dabei wurden die Materialien elektrochemisch als Batteriekathoden untersucht um die Reproduzierbarkeit der Messungen zu prüfen und die resultierenden Impedanzspektren qualitativ analysiert. Die charakteristischen Halbkreise und Diffusionsbereiche der Spektren wurden mit Hilfe eines Ersatzschaltkreises angefittet und die Ergebnisse verglichen. Zusätzlich wurde eine neu konstruierte Impedanztestzelle für polykristalline Pulverproben und Einkristalle mit entsprechenden LiFePO4 Pulver- und Einkristallproben getestet. Nach der Feststellung der Reproduzierbarkeit wurden die Impedanzspektren ausgewertet und aus den resultierenden Widerständen über ein Arrheniusgesetz die Aktivierungsenergien für den Leitwert der Proben von E_A = 0.75(4) eV für den Einkristall und E_High = 0.6(1) eV für die Korngrenzen und E_Low = 0.4(1) eV für das Korninnere im Pulver ermittelt.

This work addresses the experimental study of the battery materials LiFePO4 and TiO2
by impedance spectroscopy. The materials were examined electrochemically as battery
cathodes to investigate the reproducibility of the measurements. For this, the resulting
impedance spectra were analysed both qualitatively and with the aid of equivalent circuits
that were fit to the characteristic semicircles and diffusion tails in the spectra.
Additionally, a new-built impedance measurement device for poly- and single-crystalline
samples was tested with LiFePO4 powder and single crystals. After the reproducibility
of the measurements, the impedance spectra were evaluated and the resulting resistances
were converted via an Arrhenius law into the activation energy of the conduction in the
samples, which amounts to E_A = 0.75(4) eV for the single crystal and E_High = 0.6(1) eV
for the grain boundaries and E_Low = 0.4(1) eV for the grain interior of the powder.