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
Notice bibliographique
Résumé
LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2 (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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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».