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Multifunctional LFP-coated carbon fibre/polyether sulfone prepregs for structural battery composites
Cédric Robert Normand
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie
Betreuer*in
Alexander Bismarck
DOI
10.25365/thesis.78270
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-27043.51684.249840-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Multifunktionale strukturelle Batterien sind ein Forschungsgebiet von großem Interesse, das auf leichtgewichtige Anwendungen, wie z.B. der Reduktion der Masse elektrischer Fahrzeugt, abzielt.Diese Batterien basieren in der Regel auf reinen Kohlenstofffasern als negative Elektrode und funktionalisierten Kohlefasern als positive Elektrode. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Herstellung von strukturellen positiven Elektroden. Die Funktionalisierung von Kohlefasern erfolgt durch die elektrophoretische Abscheidung von Lithiumeisenphosphat (LFP), um eine homogene Beschichtung von Karbonfasern zu gewährleisten. Um die Multifunktionalität für die praktische Verwendung zu ermöglichen, wird ein bikontinuierlicher Elektrolyt verwendet, der durch die Fällungsmittel induzierte Phasentrennung von Polyethersulfon (PES) hergestellt wird. Diese Methode ist eine einfache und gut etablierte Methode Membrane herzustellen. Die positiven strukturellen Elektroden erreichten eine spezifische Kapazität von 110 mAh/g beim Test gegen Lithiumtitanat (LTO) bei 0,1C. Dies deutet drauf hin, dass die Präsenz der PES Membran die Mobilität der Lithiumionen kaum beeinträchtigt. Das Zugmodul der strukturellen positiven Elektroden beträgt 22 GPa.
Abstract
(Englisch)
Multifunctional structural batteries, having energy storage capacity and mechanical properties, are developed as lightweight units of electric vehicles (EVs). These batteries have been designed to combine the configurations of conventional lithium batteries and carbon fibre reinforced polymer composites, where carbon fibre provides electrical conductivity (current collector) and mechanical stiffness (reinforcement), while a (pseudo)solid electrolyte phase allows ionic conductivity and load transfer between the carbon fibres. This work focuses on the fabrication of structural positive electrodes. CF cathode was produced by electrophoretic deposition (EPD) of lithium iron phosphate (LFP) coating. Porous polyethersulfone (PES) was prepregged with the carbon fibre by casting PES solution followed by their non-solvent induced phase separation. These positive electrodes tested against lithium titanate (LTO) anode reached a specific capacity of 110 mAh/g at 0.1C. The tensile modulus of structural positive electrodes of 22 GPa was achieved, demonstrating their multifunctionality and potential to be used in structural composite batteries.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Strukturelle Batterien Verbundwerkstoffe Lithium-Ionen Batterie Elektrophoretische Abscheidung Fällungsmittel-induzierte Phasentrennung
Schlagwörter
(Englisch)
structural battery composites composites lithium-ion battery electrophoretic deposition non-solvent-induced phase separation
Autor*innen
Cédric Robert Normand
Haupttitel (Englisch)
Multifunctional LFP-coated carbon fibre/polyether sulfone prepregs for structural battery composites
Paralleltitel (Deutsch)
Multifunktionale LFP-beschichtete Kohlenstofffaser/Polyethersulfon-Prepregs für strukturelle Batterieverbundwerkstoffe
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
32 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Alexander Bismarck
Klassifikation
35 Chemie > 35.14 Elektrochemie
AC Nummer
AC17513463
Utheses ID
75117
Studienkennzahl
UA | 066 | 862 | |