Master theses

Silizium als Anodenmaterial (Si-Anode) wird zukünftig eine Schlüsselrolle in der neuen Generation der Lithium-Ionen-Batterien (LIB) spielen. Der Einsatz des Siliziums in der LIB anstatt des herkömmlichen Graphits lässt die Energiedichte um das Mehrfache steigern und die Ladezeiten stark reduzieren. Die Herausforderungen der Si-Anode bestehen darin, die Volumenänderung nach der Einlagerung des Lithiums einzudämmen und seine Grenzfläche zur Elektrolytseite (English, Solid-Electrolyte-Inteface, SEI) chemisch zu stabilisieren. Mit Hilfe der Nahoberflächenbehandlung, z. B. Plasma-Immersions-Ionenimplantation versuchen wir die Oberfläche der Si-Anode gezielt zu passivieren, sodass nach dem ersten Zyklus eine passive und stabile Schicht entsteht, wodurch eine Steigerung der zyklischen und kalendarischen Lebensdauer der gesamten Batteriezelle zu erwarten ist.

Die auszuübende Tätigkeit umfasst folgende Aufgaben:

− Synthese und Präparation von Si-Anoden mittels physikalischer/chemischer Abscheideverfahren
− Oberflächennahe Behandlung von Si-Anodenmaterialien mittels Plasma-Immersions-Ionenimplantation
− Zellbau von LIB- Knopfzellen
− Strukturelle und elektrochemische Charakterisierung einschließlich von post-morten Untersuchungen
− Literatur- und Patentrecherchen
− Publikation und Präsentation wissenschaftlicher Forschungsergebnisse in referierten Fachzeitschriften und auf Veranstaltungen
− Zusammenarbeit mit externen Forschungsinstitutionen und Industrie

• Abgeschlossenes Bachelor-Studium oder Vordiplom in Experimentalphysik, Materialwissenschaften oder ähnlichem Studiengang
• Datenanalyse, z. B. mittels Origin
• Gute Sprachkenntnisse in Deutsch und/oder Englisch
• Selbständiges und sorgfältiges Arbeiten

• Arbeiten in einem internationalen und interdisziplinären Team
• Arbeitsort HZDR, Standort Rossendorf
• Finanzielle Entschädigung nach HZDR-Vergütung
• Beginn jederzeit möglich