Kohler, R.

Mangang, M.

Pfleging, W.

Proell, J.

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Institut für Angewandte Materialien -Angewandte Werkstoffphysik (IAM-AWP)Vom Laser zur Lithium-Ionen-Batterie– Neue Chancen für Green Photonics –Melanie Mangang, Johannes Proell, Robert Kohler, Wilhelm PflegingSpeicherung  Gezielte Einstellung von 3D Oberflächentopographien in Kathodenmaterialien von Lithium-Ionen-Batterien zur Erhöhung derregenerativer Energie      Leistungsfähigkeit und Lebensdauer.Laserinduzierte MikrostrukturenSchichtverbund LaserstrukturierungEinbringen von 3D-Strukturen mittels LaserstrahlungConesSchicht SubstratVariation von Laser- und Prozessparametern zur gezielten Einstellung der Mikrostrukturen:z.B. Laserpulslänge, Pulsfrequenz, Prozessgase,  Strahlführung ProzessstrategieElektrochemische CharakterisierungLiCoO2Swagelok-Zelle (∅ 12mm)Li(NMC)O2Pouch-Zelle (5x5cm2)up-scaling, fs-ps-ns Faserlaser (Amplitude, IPG)Wellenlänge: 1030, 515, 343 nmPulslänge: 350 fs – 10 psRepetitionsrate: 0-2 MHzLeistung: 20 WWellenlänge: 1064 nmPulslänge: 4-200 nsRepetitionsrate: 1-1000 kHzLeistung: 20 W050100150 1C C/5 laserstrukturiert unstrukturiert  spezifische Entladekapazität [mAh/g] C/50 250 500 750 1000020406080100120140160180laserstrukturiert  spezifische Kapazität [mAh/g]80 %1CKalterLiCoO2 thin film: 10 μmfsBildLiCoO2 thin film: 10 μmpsBildLiCoO2 thin film: 10 μmnsKIT – Universität des Landes Baden-Württemberg undnationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft0 20 40 60 80 100 120sZyklenzahlStabilisierung der Zellperformance bei erhöhten C-Raten durch StrukturierungMaterialerholung und DegradationserscheinungenZyklenzahl Materialabtragohne Debrisbildungung vonDebrisung von Schmelze

Vom Laser zur Lithium-Ionen-Batterie. Neue Chancen für Green Photonics

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