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Enregistrement W2302627090 · doi:10.1149/ma2014-02/5/292

Study of the Impact of Electrolyte Additives on High Voltage LiNi<sub>0.4</sub>Mn<sub>0.4</sub>Co<sub>0.2</sub>O<sub>2</sub>/Graphite Cells by Electrochemical Impedance Spectroscopy

2014· article· en· W2302627090 sur OpenAlexaff
Rémi Petibon, Lin Ma, J. R. Dahn

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2014
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueAdvancements in Battery Materials
Établissements canadiensDalhousie University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésElectrolyteGraphiteMaterials scienceDielectric spectroscopyElectrochemistryChemical engineeringEthylene carbonateOpen-circuit voltageAnalytical Chemistry (journal)ElectrodeChemistryVoltageComposite materialOrganic chemistryElectrical engineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Introduction Materials such as LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2 have been proposed as good candidates for high energy density cells. Even though these types of materials show reversible cycling up to 4.7 V, the stability of typical carbonate based electrolytes towards such high voltage proves to be a problem. Electrolyte additives can improve capacity retention at high voltage, however very little is known about how these additives work. The effect of three additive combinations on the cycling of LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2/graphite cells cycled to different upper voltage cut-offs has been studied using electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Experimental Dry pouch LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2/graphite cells balanced for 4.7 V with a nominal capacity of 240 mAh were obtained from a reputable cell manufacturer. The pouch cells were filled with ~0.9 g of 1M LiPF6 EC:EMC (3:7) based electrolyte with different additive combinations. The additive combinations tested were 2% vinylene carbonate (VC), 2% prop-1-ene-1,3-sultone (PES), and 2% VC + 1% Methylene Methanedisulfonate (MMDS) + 1% additive A. Cells were vacuum sealed in an argon-filled glove box. The cells then underwent a formation protocol during which they were opened and re-vacuum sealed at 3.5 V and 4.5 V to remove any gas generated during the first charge. Cells were then moved to a charger to be cycled at 40°C to various upper potential cut-offs. After a period of 400 – 500 h of cycling, the impedance of the cells was measured at 3.8 V and at 10°C. Results and discussion Figure 1 shows the discharge capacity as a function of time for cells containing various additive combinations and cycled to various upper voltage cut-offs. Figure 1 shows that all cells exhibit capacity loss when cycled to potentials above 4.4V. Cells containing 2% VC + 1% MMDS + 1% A have encouraging cycling performance at both 4.4 and 4.5 V. Figure 1 also shows that cells containing any of the additive combinations show substantial capacity fade when cycled at to 4.5 V and above. Figure 2 shows the Nyquist representation of the impedance of LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2/graphite cells cycled for 400 - 500 h to different upper voltage cut-offs. Figure 2 shows that the additives have a dramatic impact on the impedance of cells cycled to high voltage. Figure 2 shows that the additive combination, 2% VC + 1% MMDS + 1% A, yields a very small impedance compared to other more conventional additives such as 2% VC. Figure 2 also shows that the shape of the EIS spectrum of cells containing any additive combination dramatically changes when increasing the higher voltage cut-off. Other measurements (not shown) showed that the EIS spectra of cells cycled to upper cut-offs of 4.0 V to 4.3 V are very similar. This seems to indicate the activation of various surface reactions when increasing the upper voltage to 4.4 V and above. These surface reactions seem to be dramatically hindered when the electrolyte additive ,2% VC + 1% MMDS + 1% A is used Conclusion The effect of different additive combinations on the cycling performance of LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2/graphite cells cycled to various upper voltage cut-offs and up to a maximum of 4.7 V has been evaluated. Results showed that 2% VC which is a very useful additive in 4.2 V cells yields very poor cycling performance for high voltage applications. Other additives combinations such as 2% VC + 1% MMDS + 1% A yield dramatically improved performance. This study also showed that the impedance spectra of cells cycled to 4.4 V and above dramatically change as the upper cutoff potential is increased.. Reference 1. J. C. Burns et al., J. Electrochem. Soc., 160, A1668–A1674 (2013).

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,004

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,006
Tête enseignante GPT0,233
Écart entre enseignants0,228 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2014
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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