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Enregistrement W2345789588 · doi:10.1149/ma2016-03/2/661

Redox Ionic Liquid and Electroactive Lithium Salt As Redox Shuttle for Overcharge of Lithium-Ion Batteries

2016· article· en· W2345789588 sur OpenAlexaff
Bruno Gélinas, Thomas Bibienne, Mickaël Dollé, Dominic Rochefort

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2016
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueExtraction and Separation Processes
Établissements canadiensUniversité de Montréal
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésOverchargeThermal runawayRedoxLithium (medication)ElectrolyteElectrodeChemistryEnergy storageStandard electrode potentialBattery (electricity)IonChemical engineeringMaterials scienceInorganic chemistryThermodynamicsOrganic chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Lithium-ion technology currently answers the need for energy storage in many electronic devices due to their good cycle life and high energy density. Larger lithium-ion batteries (LIB) are also developed to meet the requirements for the transportation sector, but the performance and security still need to be improved. For instance, secondary reactions can occur during an overcharge which initiate when the positive electrode is over-oxidized. The over-oxidation of the positive electrode leads to an irreversible degradation of electrode material, generates radical and other reactive species, and oxygen evolution which can cause a fast thermal runaway into the LIB leading to its possible explosion. Several measures can be taken to avoid thermal runaway of the battery when an overcharge event occur. Amongst them, the use of a redox shuttle is particularly efficient since it will prevent the electrode from reaching an unstable oxidation state above the one obtained during normal charging. Redox shuttles (R-S) operate by carrying the excess charge from the positive to the negative electrode to prevent reaching higher oxidation states. To be used efficiently, R-S must be stable in both oxidized and reduced states to maintain protection for a large number of cycles and should have an oxidation potential of at least 300 mV above that of the electrode to avoid self-discharge during normal cell operation. In addition, to achieve protection at high charging rates, it should diffuse rapidly and be solubilized at a high concentration in the electrolyte. We demonstrated recently that these conditions can be met by modifying the structure of ionic liquids with an electroactive group and that these R-S can be applied to prevent the overcharge of LiFePO4 electrodes for more than 200 cycles without affecting its charge storage properties. The modification of ionic liquids with redox moieties offers numerous possibilities to modulate the redox potential and the solubility of redox shuttles. In this study, we propose to use redox ionic liquids (RILs) or electroactive lithium salts (ELi) as R-S. We present the physicochemical and electrochemical characterizations of RIL or ELi electrolytes such as viscosity and ionic conductivity measurements of LIB electrolyte and diffusion coefficient of electroactive species using cyclic voltammetry. Ionic liquid redox shuttles based on ferrocene and 2,5-di-tert-butyl-1,4-dimethoxybenzene have been tested in LIB, using different positive electrodes (e.g. LiTi2(PO4)3, and LiFePO4). We present charge–discharge curves with a 100% overcharge and long term overcharge curves for each R-S with the appropriate electrode at C/10. Charge-discharge curves with overcharge at different C rates were also done to obtain the Ragone plot and the results suggest a better protection above C/4 for the anion RIL and ELi than cation RIL because of migration effect favoring the modification of anion. The importance of the structure of the ionic liquid redox shuttles on the protection and stability upon cycling will be discussed. Figure 1

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)0,000
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 seuil0,005

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

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

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 Opus0,012
Tête enseignante GPT0,251
Écart entre enseignants0,239 · 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

Citations0
Publié2016
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Résumé présentoui

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