Multiskalen Modellierung von Unordnung in Festkörpermaterialien für Batterieanwendungen

Modern battery materials are governed by a considerable degree of disorder on the atomic scale. This likely impacts the materials’ properties and affects their performance in battery applications. In this thesis, computational approaches are addressed which describe the atomic disorder and its long-range effects within relevant ensembles. These are elaborated alongside example problems with a focus on ion diffusion mechanisms and their implications on ion conductivity at macroscopic scales. Moderne Batteriematerialien sind häufig durch starke Unordnung auf atomarer Ebene bestimmt. Mit hoher Wahrscheinlichkeit beeinflusst diese die Materialeigenschaften und somit die Leistung in Batterieanwendungen. In dieser Dissertation werden Simulationsmethoden entwickelt, welche die Unordnung und ihre langreichweitigen Einflüsse in relevanten Ensemblen beschreiben. Die Methoden werden anhand von Beispielanwendungen erarbeitet, wobei der Fokus auf der Ionendiffusion und Ionenleitfähigkeit liegt.