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Printable formulations for macroporous polymers useful for battery applications
Hoai Maria Nguyen Thu
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie und Technologie der Materialien
Betreuer*in
Alexander Bismarck
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-13158.01990.600969-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Separatoren nehmen eine Schlüsselfunktion in allen Batterien ein. Zum einen müssen sie den Durchgang der Ladungsträger ermöglichen, anderseits die Funktion einer Barriere einnehmen, um die Anode und Kathode räumlich voneinander zu isolieren. Um diese gegensätzlichen Aufgaben zu erfüllen, ist der Einsatz eines porösen Materials essentiell. Die Herstellung von kommerziell erhältlichen Separatoren – ganz gleich für welches Batteriesystem sie produziert werden - ist sehr zeitaufwendig, da sie multiple Verfahrensschritte beinhalten. PolyHIPEs stellen das ideale Material dar: Sie ermöglichen eine Eintopfreaktion, in der der Elektrolyt in-situ hinzugegeben werden wird und aufgrund ihrer hochporösen Struktur erreichen sie Porositäten von 75-94%. Ihre Anwendung ist nicht durch den pH-Wert des Elektrolyten beschränkt, da die polyHIPE Separatoren in saurer Umgebung sowie in basischer Umgebung stabil sind. Durch das Emulsion Templating wird noch vor der Polymerisation eine direkte Bedruckung der Elektroden ermöglicht. Separatoren reduzieren die Leistung des Elektrolyten - und somit die der gesamten Batterie - durch ihre Matrix. Dies wird durch den MacMullin Kennwert ausgedrückt. Bei einem Idealwert von eins (keine Hinderung des Systems durch den Separator), erreichen die in dieser Arbeit getesteten Systeme Werte von zwei bis drei.
Abstract
(Englisch)
Separators are decisive in all batteries, as they keep the anode and cathode apart to avoid electrical short circuits, meanwhile allowing ionic charge carriers to pass. State of the art separator’s manufacturing is time consuming, as it is done in a multistep process, hence quite energy consuming. PolyHIPEs address the need of a highly porous material and the possibility of doing a one pot synthesis of in situ electrolyte filled battery separators, merely using the electrolyte as internal phase. Furthermore, a broad spectrum of electrolytes can be used from pH one to 14. Fabrication of polyHIPEs via emulsion templating make it possible to print the separator straight on the electrode before polymerisation, which contribute to a swift process. As separators limit the performances of electrolytes, our results indicate low performance limitations for all investigated systems, possessing MacMullin numbers of two to three.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Separator Nickelmetal hydride battery NiMH 20% /potassium hydroxide Lead acid battery 5M sulfuric acid PolyHIPE supersaturated electrolytes LiBF4 MacMullin number
Schlagwörter
(Deutsch)
Separator Nickelmetallhydrid Batterie NiMH 20% Kaliumhydroxid Blei-Akku Lithiumionen 5M Schwefelsäure Batterie polyHIPE übersättigte Elektrolyte LiBF4 MacMullin Zahl
Autor*innen
Hoai Maria Nguyen Thu
Haupttitel (Englisch)
Printable formulations for macroporous polymers useful for battery applications
Paralleltitel (Deutsch)
Druckbare Formulierung von makroporösen Polymeren-anwendbar in Batterien als Separatoren
Publikationsjahr
2018
Umfangsangabe
1 Band (verschiedene Seitenzählungen) : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Alexander Bismarck
AC Nummer
AC15041384
Utheses ID
46001
Studienkennzahl
UA | 066 | 658 | |