Study of the Failure Mechanisms of LiNi<sub>0.8</sub>Mn<sub>0.1</sub>Co<sub>0.1</sub>O<sub>2</sub>Cathode Material for Lithium Ion Batteries
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2 (NMC811) can deliver a high capacity of ∼200 mAh/g with an average discharge potential of ∼3.8 V (vs. Li+/Li), making it a promising positive electrode material for high energy density lithium ion batteries. However, electrochemical tests from half cells and full cells show poor cycling performance when charged to potentials above 4.2 V. The calendar and cycle lifetimes of cells are affected by the structural stability of the active electrode materials as well as the parasitic reactions that occur in lithium ion batteries. In order to explore the major failure mechanisms of the material, half cells (coin cells) with control electrolyte and full cells (pouch cells) with control electrolyte and with selected electrolyte additives were tested over four different potential ranges. Isothermal microcalorimetry was used to explore the parasitic reactions and their potential dependence. In-situ and ex-situ X-ray diffraction and scanning electron microscopy were used to investigate the structural and morphological degradation of the materials over cycling. It was found that the dramatic c-axis change of the active material during charge and discharge may not be the major problem for cells that are cycled to higher potentials. The parasitic reactions that arise from the interactions between the electrolyte and the highly reactive delithiated cathode surface at high potentials are suggested as the main reason for the failure of cells cycled above 4.2 V. It should be possible to further improve the performance of NMC811 at high potentials by modifying the cathode surface and/or identifying and using electrolyte blends which reduce parasitic reactions.
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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 | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 découle