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Dr. Reiner Mönig

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Lithium-Ionen-Batterien

Abgeschiedenes Li, das bei Untersuchungen zum Wachstumsmechanismus von dendritischem Li erhalten wurde (REM)
Abgeschiedenes Lithium, das bei Untersuchungen zum Wachstumsmechanismus von dendritischem Lithium erhalten wurde (REM-Aufnahme)

Zu den Schwerpunkten unserer Forschungsinteressen gehören:

  • Mechanismen, die Betrieb, Alterung und Schädigung (Degradation) der Materialien bestimmen
  • Reaktionspfade von Insertionsmaterialien
  • Mechanische Eigenschaften von Batteriematerialien
  • Metallabscheidung von Lithium und Wachstum von Dendriten
 

Außer der klassischen elektrochemischen Charakterisierung verwenden und entwickeln wir mikroskopische und spektroskopische Verfahren sowie Beugungsmethoden, die zur Untersuchung von Batterieelektroden angepasst werden. Zusätzlich zu Verfahren, die auf Synchrotronstrahlung beruhen, nutzen wir folgende Labormethoden für die Batterieforschung:

  • Licht- und Ramanmikroskopie (in situ LM, Raman)
  • Elektronenmikroskopie (in situ und ex situ REM)
  • Röntgenbeugung (in situ XRD)
  • Substratkrümmung (in situ), mit der z.B. Phasenübergänge und Li-Konzentrationsänderungen anhand von Änderungen der mechanischen Spannung hochempfindlich detektiert werden

 

 

Ausgewählte Veröffentlichungen

 

  • Mohammad Hossein Tahmasebi, Dominik Kramer, Reiner Mönig, Steven T. Boles, Insights into Phase Transformations and Degradation Mechanisms in Aluminum Anodes for Lithium-Ion Batteries, Journal of The Electrochemical Society, 166 (3) A5001-A5007 (2019), DOI: 10.1149/2.0011903jes, http://jes.ecsdl.org/content/166/3/A5001

  • Ahmed Al-Obeidi, Dominik Kramer, Steven T. Boles, Reiner Mönig, Carl V. Thompson, Mechanical measurements on lithium phosphorous oxynitride coated silicon thin film electrodes for lithium-ion batteries during lithiation and delithiation, Applied Physics Letters 109(7) (2016) 071902, doi: 10.1063/1.4961234 (http://scitation.aip.org/content/aip/journal/apl/109/7/10.1063/1.4961234)
  • Ahmed Al-Obeidi, Dominik Kramer, Reiner Mönig, Carl V. Thompson, Mechanical stresses and crystallization of lithium phosphorous oxynitride-coated germanium electrodes during lithiation and delithiation, Journal of Power Sources 306 (2016) 817–825, doi:10.1016/j.jpowsour.2015.12.057 (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775315306698)
  • Lea de Biasi, Georg Lieser, J. Rana, Sylvio Indris, C. Dräger, S. Glatthaar, Reiner Mönig, Helmut Ehrenberg, G. Schumacher, J. R. Binder, Holger Geßwein, Unravelling the mechanism of lithium insertion into and extraction from trirutile-type LiNiFeF6 cathode material for Li-ion batteries, CrystEngComm 17(32) (2015) 6163–6174, doi: 10.1039/C5CE00989H
  • Jens Steiger, Dominik Kramer, Reiner Mönig, Microscopic observations of the formation, growth and shrinkage of lithium moss during electrodeposition and dissolution, Electrochimica Acta 136 (2014) 529–536, doi: 10.1016/j.electacta.2014.05.120
  • Jens Steiger, Dominik Kramer, Reiner Mönig, Mechanisms of dendritic growth investigated by in situ light microscopy during electrodeposition and dissolution of lithium, J. Power Sources 261 (2014) 112–119, doi: 10.1016/j.jpowsour.2014.03.029
  • Zungsun Choi, Dominik Kramer, Reiner Mönig, Correlation of stress and structural evolution in Li4Ti5O12-based electrodes for lithium ion batteries, J. Power Sources 240 (2013) 245-251, doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.03.185
  • Steven T. Boles, Andreas Sedlmayr, Oliver Kraft, Reiner Mönig, In situ cycling and mechanical testing of silicon nanowire anodes for lithium-ion battery applications, Appl. Phys. Lett. 100 (2012) 243901, doi: 10.1063/1.4729145
  • Wolfgang Bensch, Jannes Ophey, Holger Hain, Holger Gesswein, Di Chen, Reiner Mönig, Patric A. Gruber, Sylvio Indris, Chemical and electrochemical insertion of Li into the spinel structure of CuCr2Se4: Ex situ and in situ observations by X-ray diffraction and scanning electron microscopy, Phys. Chem. Chem. Phys. 14 (2012) 7509–7516, doi: 10.1039/c2cp00064d
  • Di Chen, Sylvio Indris, Michael Schulz, Benedikt Gamer, Reiner Mönig, In situ scanning electron microscopy on lithium-ion battery electrodes using an ionic liquid, J. Power Sources 196 (2011) 6382–6387, doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.04.009
  • Sebastian M. Becker, Marco Scheuermann, Vladimir Sepelák, Andreas Eichhöfer, Di Chen, Reiner Mönig, Anne S. Ulrich, Horst Hahn, Sylvio Indris, Electrochemical insertion of lithium in mechanochemically synthesized Zn2SnO4, Phys. Chem. Chem. Phys. 13 (2011) 19624–19631, doi: 10.1039/c1cp22298h