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Enregistrement W2329571486 · doi:10.1149/ma2014-02/2/91

Use of Symmetric Cells for the Study of Na-Ion Materials and Electrolytes

2014· article· en· W2329571486 sur OpenAlexaff
Timothy Hatchard, M. N. Obrovac

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2014
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueMembrane-based Ion Separation Techniques
Établissements canadiensDalhousie University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésElectrolyteElectrodeFaraday efficiencyBattery (electricity)Materials scienceIonCyclingInorganic chemistryChemistryChemical engineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Introduction Recent research has resulted in significant improvements in the energy density and cycle life of Na batteries. For instance, FEC electrolyte additive has shown to be beneficial for cycling hard carbon and NaNi 1/2 Mn 1/2 O 2 electrodes [1]. However, Na-ion studies have almost exclusively employed Na half-cells, in which severe dendrite and impedance growth can occur at the Na electrode during cycling [1,2]. Another disadvantage half-cells is that the counter electrode provides a huge excess of Na or Li metal, potentially masking the effects of alkali metal consuming reactions unless the coulombic efficiency (CE) is precisely measured [3]. This effect can make the working electrode appear to have long cycle life when in a full cell it would perform poorly. Recently symmetric cells have been suggested for testing the performance of Li-ion electrode materials and electrolytes [3], enabling the precise measurement of CE, cycle life and electrolyte reactions without the need for a Li metal electrode. In this study the detrimental effects of Na metal electrodes on the cycling of half-cells were confirmed. Half cells with electrolytes containing NaPF 6 or NaTFSI salts with EC/DEC 1/2 v/v were found to cycle well, while NaPF 6 or NaTFSI in PC-based electrolytes suffered from reactions with the Na electrode leading to severe capacity fade after only about 10 cycles. NaCrO 2 symmetric cells were then used to investigate the cycling performance of the same electrolytes. Electrolytes that performed poorly in half-cells were found to perform well in symmetric cells. Experimental Electrodes were an 80/10/10 weight ratio of NaCrO 2 , carbon black and PVDF on Al foil. 2325 coin-type half and symmetric cells used electrolytes comprising either EC/DEC (1:2) or PC solvent with 1M NaPF6, 1M NaTFSI or a combination of 0.7M NaTFSI and 0.3M NaPF 6 . Symmetric cells were constructed from two nominally identical NaCrO 2 electrodes, one charged to 3.5 V and the other charged to 3.5 V and then discharged to 2.0 V (vs Na/Na + ). Cells were cycled at a rate of C/10 (assuming 125 mAh/g capacity). Results and Discussion Figure 1 shows the voltage curve of a NaCrO 2 half-cell (Fig. 1a) and a NaCrO 2 symmetric cell (Fig. 1b) using 1M NaPF 6 in PC. The half-cell suffers from impedance growth and rapid capacity fade after about 20 cycles. The symmetric cell exhibits no growth in impedance and little capacity fade after 50 cycles. In this case, the half-cell results might lead one to believe that NaCrO 2 with 1M NaPF 6 in PC is a poor choice and therefore does not merit further study. However, the symmetric cell result shows this to be an excellent combination of electrode and electrolyte, achieving a CE of 99.94%. CEs of 99.97% were achieved with other conventional electrolytes with no additives. We believe these are the highest CEs for Na-ion battery materials reported so far. Electrolytes in which good cycling is achieved in half-cells may not be optimum for the working electrode. In a symmetric cell, there is no Na metal, so any capacity fade that occurs is a reflection of the working electrode performance alone. Since Na metal has proven to be much more reactive towards electrolyte than Li metal, symmetric cells are especially important for evaluating Na battery material and electrolyte performance. References. 1. S. Komaba, T. Ishikawa, N. Yabuuchi, W. Murata, A. Ito, Y. Ohsawa, ACS Applied Materials & Interfaces , 3 (11) , 4165 (2011). 2. D.A. Stevens, J.R. Dahn, Journal of The Electrochemical Society , 148 (8) , A803 (2001). 3. J.C. Burns, L.J. Krause, D.-B. Le, L.D. Jensen, a. J. Smith, D. Xiong, J.R. Dahn, Journal of The Electrochemical Society , 158 (12) , A1417 (2011).

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut 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 enseignants0,017
Score d'incertitude au seuil0,307

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
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 recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,023
Tête enseignante GPT0,246
Écart entre enseignants0,223 · 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 tête enseignante, 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

Citations0
Publié2014
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