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Enregistrement W2365509149 · doi:10.1149/ma2015-01/1/132

Model-Assisted 4-Electrode Cell Design for Li-Based Electrolyte Characterization

2015· article· en· W2365509149 sur OpenAlexaff
M. Farkhondeh, Mark Pritzker, Michael Fowler, Charles Delacourt

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2015
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueFuel Cells and Related Materials
Établissements canadiensUniversity of Waterloo
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésElectrolyteElectrodeOpen-circuit voltagePolarization (electrochemistry)Materials scienceShort circuitEquivalent circuitIonic conductivityBattery (electricity)DiffusionLimiting currentAnalytical Chemistry (journal)VoltageChemical physicsChemistryElectrochemistryElectrical engineeringThermodynamicsPower (physics)Physics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

With the emergence of high power Li-ion batteries for electric vehicle (EV) and hybrid electric vehicle (HEV) applications, the need to estimate the transport properties of battery electrolytes becomes evident. The poor transport properties (e.g., diffusivity, ionic conductivity) of non-aqueous electrolytes become a limiting factor, especially when high currents are to be drawn from the battery. Various methods to measure the transport properties of electrolytes have been suggested. To date, most methods involve assembling a 2-electrode symmetric cell with the liquid electrolyte confined between two identical metallic electrodes, applying current pulses for a certain period of time and recording the relaxation of the voltage when the circuit is open until it reaches zero.1 However, due to the complicated, not well-understood kinetics of electro-deposition/-stripping reactions at the surface of the metallic electrodes, it is not possible to directly relate the cell voltage evolution during the current pulse (closed circuit) or at the onset of the relaxation step (open circuit) to the variations of electrolyte concentration/potential across the cell. This leads to the loss of useful information that might be gained from these experiments and a larger measurement error. Moreover, the constraint of working under open-circuit conditions restricts the characterization to fewer methods including the restricted-diffusion and semi-infinite-diffusion galvanostatic polarization techniques. In the current work, the possibility of estimating electrolyte transport properties using a 4-electrode symmetric cell is examined. The proposed cell has cylindrical geometry with the working/counter electrodes located at the two ends of the cell and the reference electrodes placed on the inner wall midway between the working/counter electrodes (Fig.1). All electrodes are Li metal foils. Current is applied between the working/counter electrodes and the potential difference between the reference electrodes is recorded. This arrangement enables the response of the cell during both the open-circuit and closed circuit portions of the experiment to be exploited for measurement of the electrolyte transport properties. Since the reference electrodes are not connected to a sink/source of current, the net charge transferred at their interfaces with the electrolyte is zero. However, because of the non-zero width of the reference electrodes lying along the cell, a bipolar effect occurs whereby anodic and cathodic reactions occur simultaneously at different locations along the electrodes depending on the electrolyte potential profile across their width.2 Because of the bipolar effect, the reference electrodes locally perturb the concentration and potential of the electrolyte which in turn affects the measured potential difference. We have developed a model based on concentrated-solution theory3 that includes this bipolar effect in order to quantitatively describe the operation of this cell. In this presentation, we present simulation results for various operating conditions and examine design parameters such as the cell aspect ratio, reference electrode width and spacing for known physico-chemical properties of a binary Li-based electrolyte. Guidelines for assembling such a cell and performing characterization experiments are provided. With further experimental validation of this concept and design, the 4-electrode cell can be extended to include an array of multiple reference electrodes and provide a wealth of knowledge about the potential and species concentration profiles across the cell. Figure 1: Schematic view of a cylindrical symmetric cell with two reference electrodes located between the working and counter electrodes. References 1. A. Nyman, M. Behm and G. Lindbergh, Electrochim. Acta, 53:6356–6365, 2008. 2. G. Loget, D. Zigah, L. Bouffier, N. Sojic and A. Kuhn, Acc. Chem. Res., 46:2513–2523, 2013. 3. J. S. Newman and K. E. Thomas-Alyea. Electrochemical Systems. Wiley Interscience, 2004. 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)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,009

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0030,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,002

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 Opus0,030
Tête enseignante GPT0,216
Écart entre enseignants0,186 · 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'étudeSimulation ou modélisation
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
Publié2015
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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