Impact of Electrolyte on the Cycling of Si-Based Materials
Notice bibliographique
Résumé
Alloy-based negative electrodes have been considered the “next-generation negative electrode” expected to replace graphite for many years. However, few exist in the marketplace. Manufacturing alloy-based cells with acceptable cycling poses a major challenge, indeed many components of the cell must be adapted in order to obtain successful cycling. 3M has a long history of alloy research for negative electrodes and has developed commercially viable Si-based alloys. Si-based negative electrode materials undergo massive volume changes during cycling. Pure Si expands by approximately 280% while 3M’s active/inactive Si alloys expand on the order of 135%. The expansion and contraction of the particles has important consequences on the surface stability of these materials. Furthermore, the choice of electrolyte has profound impacts on the cycling of cells containing Si-based materials. In this presentation we will show the impact of electrolyte reactivity on the physical and chemical characteristics of the particles, the composition of the electrolyte and the cycling performance of the cells. Cross section SEM studies of cycled 3M Si alloy and pure Si show the dimensional changes occurring in Si-based materials with cycling due to electrolyte reactivity. After 100 cycles, an SEI is found on the 3M active/inactive alloy, while the pure nano Silicon dramatically increases in size. Figure 1 shows cross section images of the electrodes containing only binder and either 3M Si alloy or pure Si. While electrolyte reactivity can occur with minimal fade in half cells, capacity fade will occur in full cells. Fluoroethylene carbonate (FEC) has long been known to be an important electrolyte for Si-based materials. Furthermore, full cells containing Si-based materials can sometimes undergo sudden failure with cycling. GC/MS studies of electrolytes from cycled full cells containing Si-based materials will be presented showing the relationship between electrolyte composition and sudden failure. These results highlight the importance of full cell design optimization for the implementation of Si-based materials in commercially-relevant full cells. Figure 1
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».